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LNG船液艙維護系統(tǒng)殷鋼薄膜焊接接頭疲勞壽命分析

發(fā)布時間:2017-03-06 23:02

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《大連理工大學》 2013年

LNG船液艙維護系統(tǒng)殷鋼薄膜焊接接頭疲勞壽命分析

王顯棟  

【摘要】:隨著國家對環(huán)境保護越來越重視,可以預(yù)見,在未來相當長的一段時間內(nèi),天然氣作為清潔優(yōu)質(zhì)的能源,其需求和開發(fā)會越來越旺盛。作為運輸液化天然氣(Liquefied Natural Gas, LNG)載體的LNG船的需求量也越來越大。 焊接是船舶制造的關(guān)鍵技術(shù)之一,焊縫質(zhì)量直接影響著焊接結(jié)構(gòu)的抗拉強度、疲勞壽命和耐腐蝕性能等。Invar鋼為薄膜型LNG船液艙維護系統(tǒng)使用的屏蔽材料,Invar鋼帶采用電阻焊或鎢極氬弧焊焊接而成屏蔽層,由于焊接結(jié)構(gòu)的焊縫及熱影響區(qū)存在較高的焊接殘余拉應(yīng)力,因此,研究Invar鋼焊接殘余應(yīng)力對LNG(?)液艙維護系統(tǒng)疲勞壽命的影響有重要意義。 首先,基于有限元分析軟件MSC.Marc建立了焊接有限元模型,對焊接過程中溫度場及焊后應(yīng)力場進行了模擬和分析,采用X射線衍射法測量了Invar鋼搭接接頭的縱向焊接殘余應(yīng)力,驗證了數(shù)值模擬的正確性。數(shù)值模擬及實測結(jié)果表明,焊縫及熱影響區(qū)存在較高的縱向殘余拉應(yīng)力,數(shù)值模擬的應(yīng)力峰值高于Invar鋼的屈服強度;焊接橫向殘余應(yīng)力相對較小:焊接電流越大,焊后縱向殘余應(yīng)力峰值越小,高應(yīng)力區(qū)越大。 其次,與不考慮焊接殘余應(yīng)力相比,考慮焊接殘余應(yīng)力并施加晃蕩載荷后,焊縫及熱影響區(qū)仍存在較高縱向焊接殘余應(yīng)力,且焊縫及熱影響區(qū)節(jié)點疲勞壽命下降較為明顯,說明焊接殘余應(yīng)力對Invar岡薄膜焊接接頭的疲勞壽命有較大影響。對疲勞壽命較低的節(jié)點進行優(yōu)化設(shè)計,結(jié)果表明減小節(jié)點縱向殘余應(yīng)力可以顯著提高其疲勞壽命。 最后,對殘余應(yīng)力釋放對疲勞壽命的影響進行了研究,研究表明,在一定的應(yīng)力比和應(yīng)力幅下,焊接縱向殘余應(yīng)力有較大幅度釋放,疲勞壽命顯著提高。

【關(guān)鍵詞】:
【學位授予單位】:大連理工大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2013
【分類號】:U671.8
【目錄】:

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  本文關(guān)鍵詞:LNG船液艙維護系統(tǒng)殷鋼薄膜焊接接頭疲勞壽命分析,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。



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