机械工程学报

作者：易斌, 王江超

单位：华中科技大学船舶与海洋工程学院 武汉 430074

关键词：板架结构,焊接失稳变形,固有变形,瞬态热拉伸,弹性分析,特征值分析；

基金：国家自然科学基金资助项目(51609091，52071151)。

板架结构作为船舶或者海洋结构的典型部件，其焊接过程导致的失稳变形是困扰建造精度和生产效率的关键问题。以常见的由纵向角钢和横向T型材构成的板架结构为研究对象。首先总结出焊接过程中的典型接头，建立实体单元模型进行热-弹-塑性有限元分析获得焊接固有变形。随后将焊接固有变形作为力学载荷，加载到板架结构壳单元模型中进行特征值分析和弹性有限元分析，研究该工艺下板架结构的焊接失稳变形特征。同时通过瞬态热拉伸工艺控制板架结构的焊接失稳变形，并研究附加热源施加位置的影响。结果表明，瞬态热拉伸能够影响典型接头的固有变形，特别是减小焊接产生的纵向收缩力。合适的位置施加附加热源可以避免板架结构产生焊接失稳变形；当附加热源施加到距离立板100 mm处的底板上，板架结构没有出现波浪变形，且面外变形峰值减小了49.3%。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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