“超大船体分段智能化加工及焊接装备与技术研究”课题通过验收

正由大连船舶重工集团有限公司牵头承担的国家科技支撑计划课题"超大船体分段智能化加工及焊接装备与技术研究"顺利通过验收评审。该课题研究周期为3年,结合国内造船企业对先进船体建造关键技术及自动化工艺装备的迫切需求,开展了超大船体分段智能化加工及焊接装备与技术研究,掌握了超大船体分段制造工艺和     

基于固有应变的加筋板焊接变形分析

船体分段在焊接过程中产生的变形会给后续的焊接和装配带来很大困难,甚至使结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是个难题.采用的固有应变等效载荷法是结合固有应变理论和实验结果,先计算焊接区域的固有应变,再将其转化为等效载荷,进而应用弹性有限元分析求得焊接变形.通过对简化的杆一弹簧模型的分析,可知固有应变受焊接区域的约束强度及焊接热输入的影响.该方法是计算大型复杂结构焊接变形的工程实用方法,可用于研究焊接变形的CAD系统及造船厂的仿真.     

钢板爬壁机器人三角架组合体结构优化设计

三角架组合体作为履带式爬壁机器人的重要支撑件,其机械性能决定船体大面积焊接作业的可靠性。以钢板吸附力为基础,对爬壁焊接机器人三角架组合体进行有限元分析,得到模型的受力、变形和前四阶模态振型;随后分析求解相关结果,利用参数灵敏度分析方法,对三角架组合体的结构进行优化。运用ANSYS Workbench软件对优化后的结构进行模拟仿真,得到总组合体的变形量、应力值均有一定程度下降,模态振型的表现形式转变为较平稳的平动或摆动状态。提高了机器人运动的平稳性,对大面积船体焊接质量的稳定性提供技术支撑。     

清污收集船船体结构的静力学分析与优化

基于有限元分析平台ANSYS Workbench对清污收集船船体结构进行静力学分析和优化,研究陆地和海面工况下载荷对船体的影响,得到船体的总变形、等效应力云图、等效应变云图和安全系数仿真结果,并对连接桥结构进行优化。研究结果表明:陆地工况下,船体受力变形沿着船体中线对称阶梯分布,最大总变形在连接桥的中间。在海面工况下,横浪对连接桥结构的应力和变形影响较大,最大应力出现在连接桥与片体的连接处。优化完成后,船体结构的质量和最小安全系数均有改善,船体的最大变形值减小22%,提高了结构的可靠性。论文对船体结构的静力学分析和优化,为清污收集船的设计提供了思路和参考。     

船体平面分段流水线

中国船舶工业集团公司沪东造船集团引进国外先进技术建设的船体平面分段流水线的优化设计及应用技术研究项目,达国内领先水平,并通过了由中国船舶工业集团公司组织的专家鉴定。 　　船体平面分段流水线实现了当年建设当年投产的目标,创造了国内外平面流水线的建设新高,是沪东造船集团提高造船生产能力、缩短船舶总的建造周期的一项重要举措。 　　通过生产运行表明,该流水线在优化设计、焊接质量、终端裂缝控制及生产设计等关键技术上取得了重大突破,已成为船体平面制造中达到快速、高效、高质量的现代化工艺装置。其优化设计及应用技…     

船舶建造工艺的发展与改进研究

文章简单地从船体、涂装、舾装和焊接等四个方面分析我国建造船舶的技术发展情况,与国外技术和装备进行了简单的对比,提出造船工艺改进的途径.     

集装箱船大厚板焊接接头面外变形控制分析

集装箱船舷侧的抗扭箱结构,多采用60～85 mm级别的高强钢大厚板进行焊接建造;复杂的多层多道焊过程,使得焊接力学响应极为复杂,且焊接面外变形不易预测,直接影响建造精度和造船周期。针对其精度建造问题,本文预测并控制了对接焊接头的面外变形。通过采用基于并行计算技术的热-弹-塑性有限分析,考虑多层多道焊中的重熔现象,高效且精确地预测了传统焊接工艺下变厚度对接接头的面外变形。同时,使用对称顺序焊接、反变形加载,特别是优化坡口等方法,有效地控制了焊接面外变形。研究结果表明:本文提出的算法提高了温度场及焊接变形的计算效率;在一次翻身的情况下,实现了大厚板高效且精准地焊接建造,提高了焊接建造的效率。     

船体零部件补偿量的计算方法研究

船体建造精度控制是当代造船生产的关键技术之一,也是现代化造船科学管理的重要组成部分,其目的是最大限度地减少建造过程中的现场重复和修正作业量,缩短建造周期,降低造船成本.从船体建造精度控制的技术层面上看,如何能合理准确地给出船体零部件的补偿量,是船体建造精度控制方法需要研究的重要课题之一.船体零部件加工尺寸补偿就是在各零部件的基本尺寸上增加一个确定的量,以代替其工艺余量.文中开发了船体零部件加工测量数据库,应用统计质量控制理论建立了船体零部件加工补偿量数据统计的计算方法,应用尺寸链理论研究了船体零部件公差补偿量的计算方法.     

浮顶储罐的焊接变形与防治措施

浮顶储罐的浮舱顶板是整个罐体中厚度最薄的部位,也是储罐焊接施工中最易产生焊接变形的部位。浮舱顶板的焊接变形与浮顶的结构、组装、焊接顺序及焊接工艺方法等相关。由于浮舱顶结构较复杂,其焊接顺序与罐底幅板的焊接顺序有较大差别的。防止浮舱顶板的焊接变形应从结构设计、组装顺序、焊接顺序、焊接工艺等方面着手。对已产生的变形,应选择正确的方法进行校正和补救。     

典型船体部件装焊过程结构应力连续模拟研究

焊接残余应力计算中最有效的方法之一是热弹塑性有限元法,但目前采用这种方法计算时很难按照船厂现场装配过程建模。针对这一问题,本研究采用工艺链连续模拟技术,按照船厂现场施工条件及装配流程,建立典型船体部件的拼焊点固、双面拼焊、肋板与桁材装配点固焊、肋板与桁材焊接的一系列工艺过程的连续计算模型,实现了该部件现场装焊过程的连续模拟,探索了装焊过程船体部件内应力的演变历程。研究表明:连续模拟技术可以用于预测船厂实际装焊过程的焊接残余应力,是探索工艺对船体结构强度影响的一项重要技术手段。     

船艇

中国船舶工业集团公司沪东中华造船（集团）有限公司第三造船事业部对船舶水线水尺的勘划工艺进行创新,由此提高了船体的制造精度。以往,水线水尺的勘划工艺落后,难以合理、有效地确保船体制造精度。工程技术人员对水线水尺勘划工艺进行了新的尝试,逐渐由     

球面艏端隔壁结构焊接变形研究

水下航行体球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形是关系到水下航行体安全的重要因素之一.为了保证焊接构件的可靠性,准确推断水下航行体球面艏端隔壁构件焊接过程中的变形特征,有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形进行数值实验分析.基于ANSYS软件编写了焊接计算程序,采用该程序对平板结构的焊接过程进行模拟,并将数值实验结果和物理实验结果进行了对比.在此基础上提出了适用于厚壁结构焊接变形预测的固有应变弹塑性有限元方法,并采用该方法对水下航行体球面艏端隔壁结构的焊接工艺进行分析,得到了不同焊接工艺时球面艏端隔壁结构的焊接变形,通过多种焊接工艺的对比分析,在数值分析范围内,找到了水下航行体球面艏端隔壁结构的最佳焊接工艺.     

伸缩缝梁焊接变形的计算及试验研究

采用基于相对收缩体积的焊接变形理论计算方法 ,对伸缩缝梁的中梁和边梁结构的焊接变形分别进行了预测、分析 ,并对实梁的焊接变形量进行了测试 .计算和实测结果表明 ,中梁的焊接变形主要为挠曲变形 ,而边梁的焊接变形为挠曲变形和旁弯 ,理论计算与实测焊接变形值基本一致 ,为伸缩缝梁的焊接工艺装置的设计、制造提供了必要的理论和试验依据     

船体真空喷砂机器人

韩国大宇造船和海事工程公司研发成功的“船体真空喷砂机器人”．可自动喷砂船体外部的表面。     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

精度控制技术在船体建造中的分析

在船体的建造中采取全面的精度控制技术，不仅能提升船体的建造质量，同时也将大大简化造船生产的工艺流程，提高造船的效率，并节省大量的人力、物力、财力。本文就船体建造中的精度控制标准以及关键性的精度控制技术作一简单的探索研究，以为提高我国造船业的现代化水平提供相应的参考。     

郑和宝船结构强度分析

依据"郑和宝船"复原方案设计图纸和板厚数据等相关参数,采用体单元离散方式建立了该船主船体的全船结构三维有限元模型;对该船主要船体结构构件在满载载况下的变形、应力水平及其分布等进行直接计算和分析,参照有关资料中关于木材材料的强度极限对该船主要构件的强度进行评估并进行优化计算,从船体结构强度的角度证明有关史料记载的郑和宝船的尺度是可信的。     

钢结构制作中防止焊接变形的实践

就一些结构制作工程施工中存在的焊接变形问题进行了分析与探讨,阐明了防止焊接变形的措施及其在结构制作中的重要性。     

船底分段装配偏差流建模

精度控制是船舶分段建造过程中的关键,但目前这方面的研究非常少,本文针对船体平直分段精度控制问题进行了深入研究.运用状态空间方程对船底分段装焊过程中的偏差流进行建模,主要分析了零件自身偏差、零件定位偏差和因焊接变形产生的偏差在工序间的变化、累积和传递过程,焊接变形偏差主要有对接变形偏差和角接变形偏差.在三维坐标系中以零件关键点的偏差为状态矢量,零件测量偏差作输出矢量,建立状态空间模型.最后用实际分段的装焊过程为例验证,表明该模型对船底分段精度控制是有效的.     

机舱骨架结构焊接顺序优化数值分析

机舱骨架结构焊接变形问题突出，为获取最佳的焊接顺序，减小前舱骨架结构的焊接变形，对机舱骨架典型接头进行焊接试验，并建立局部接头的热弹塑性有限元模型，对温度场进行数值模拟，采用热循环曲线法对3种不同焊接顺序方案下的机舱骨架变形进行分析。结果表明：通过试验和模拟获得的典型接头熔池形貌及特征点热循环曲线变化趋势一致；根据不同焊接顺序下纵梁前段及挡板下横梁的焊接变形情况得到了较优的焊接顺序。