厚板多层多道对接焊残余应力轮廓法测量及热-弹-塑性有限元分析

作     者：张庆亚 卓子超 周宏 刘建成 王江超 ZHANG Qing-ya;ZHUO Zi-chao;ZHOU Hong;LIU Jian-cheng;WANG Jiang-chao

作者机构：华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074 江苏科技大学船舶与海洋工程学院江苏镇江212100 招商局重工(江苏)有限公司江苏南通226100 

出 版 物：《船舶力学》 (Journal of Ship Mechanics)

年 卷 期：2021年第25卷第5期

页      面：627-636页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 082401[工学-船舶与海洋结构物设计制造] 

基　　金：工业与信息化部高技术船舶科研专项(15921019518) 

主　　题：多层多道对接焊 焊接残余应力 轮廓法 热-弹-塑性有限元 

摘      要：船体外板结构多采用多层多道焊工艺建造,焊接产生的残余应力复杂,易导致焊接结构断裂和疲劳失效。本文采用轮廓法与基于并行计算技术的热-弹-塑性有限元研究Q235厚板多层多道对接接头内部残余应力分布及其变化过程,预测结果与测量结果吻合较好。预测结果表明,纵向残余应力在焊缝区为拉应力,沿接头宽度方向逐渐减小最终转变为压应力,正面焊缝中部区域拉应力值明显降低;横向残余应力在焊缝区上表面及背面填充处为拉应力,沿接头宽度方向逐渐降低,在正面焊缝中部区域为压应力;Z向残余应力主要存在于焊缝区,正面焊缝以压应力为主,背面焊缝以拉应力为主。厚板多层多道焊接过程中,残余应力变化是由于后一道焊缝对已焊的焊缝起到热处理作用导致的,焊缝接头残余应力分布由最后一道焊缝决定。