【摘要】：焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用于船舶及海工領(lǐng)域,焊接接頭力學(xué)性能對海洋裝備的可靠性起著重要作用,彎曲試驗是評估焊接接頭力學(xué)性能的重要手段。目前主要采用三點彎曲來檢測同種材質(zhì)焊接接頭彎曲性能,對于不同彎曲方法下焊接接頭彎曲性能的對比研究較少;而且對于異種材質(zhì)焊接接頭彎曲特性的研究存在很大空缺。本文從不同彎曲方法及不同彎曲條件對同種材質(zhì)和異種材質(zhì)焊接接頭的彎曲特性展開研究,主要研究內(nèi)容如下:(1)基于板材塑性彎曲理論推導(dǎo)出了理想狀態(tài)下彎曲直徑選擇的理論公式,接著對同種材質(zhì)焊接接頭的兩種彎曲試驗方法進行了有限元模擬,得到了不同彎曲條件下焊接接頭厚度方向及長度方向應(yīng)變變化規(guī)律,長度方向應(yīng)變均值與理論公式計算值偏差均在5%以內(nèi),進一步探討了不同彎曲條件下應(yīng)變峰值與彎曲伸長率間的關(guān)系并建立了修正后的彎曲直徑計算公式;最后分析了船級社彎曲壓頭直徑選擇規(guī)范,該規(guī)范與修正后的三點彎曲條件下的彎曲直徑計算結(jié)果更為接近,但可采用輥筒彎曲方法及更小的彎曲直徑進行彎曲試驗以獲得更為準確的試驗結(jié)果。(2)對異種材質(zhì)焊接接頭三點彎曲進行了有限元分析,焊接接頭處出現(xiàn)滑移和折彎現(xiàn)象,表明三點彎曲不能有效評估異種材質(zhì)焊接接頭彎曲性能。另外,對夾持焊接板料不同端部,且動輥到板料的距離x值大小不同的情況做了多組輥筒彎曲有限元模擬,模擬結(jié)果表明,夾持軟質(zhì)材料端時焊接接頭塑性變形較好,且彎曲效果與動輥到板料距離x無關(guān);夾持硬質(zhì)材料端彎曲時焊接接頭與定輥之間出現(xiàn)較大間隙,且間隙大小隨x值線性增大并與兩種材質(zhì)屈服強度差成正比,焊接接頭不能均勻塑性變形。(3)研制了一種輥筒彎曲試驗裝置,主要包含動力傳遞及檢測裝置、彎曲裝置和夾緊裝置幾個部分;該裝置能夠滿足GB/T 2653-2008中輥筒彎曲的試驗要求,可自由更換輥輪直徑,彎曲精度為0.1°并達到1級實驗力值,可有效評估焊接接頭力學(xué)性能;同時對主要零部件做了受力分析和強度校核,校核結(jié)果滿足設(shè)計要求。(4)在兩種彎曲試驗機上對ZG200-400和E36焊接接頭做了不同條件下的彎曲實驗。同種材質(zhì)焊接接頭在不同條件下的彎曲伸長率值與有限元分析結(jié)果偏差小于5%,厚度方向應(yīng)變變化與有限元分析結(jié)果基本一致,驗證了修正公式的正確性;異種材質(zhì)焊接接頭彎曲實驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果一致,表明夾軟質(zhì)材料輥筒彎曲能有效評估焊接接頭力學(xué)性能,三點彎曲和夾硬質(zhì)材料輥筒彎曲焊接接頭會出現(xiàn)凸起和滑移現(xiàn)象。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG407

【參考文獻】

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本文編號：2761483