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船用钢板吸油、渗油机理研究及其涂装措施

材料保护 2000年第6期33卷 26-28页

作者：郭铭付大海何宝明董建梁海军舰船维修研究所涂料室北京100072 海军装备部舰务处

通过渗油、吸油模拟试验 ,研究了船用钢板吸油、渗油机理 ,并探讨了其涂装防护方法 ,提出了带油涂装底漆的研制思路。

关键词：耐油防腐蚀涂装船用钢板吸油渗油

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船用钢板感应加热生热特性研究

船舶工程 2021年第7期43卷 130-135页

作者：张泽坤柳存根贝竹园张呈上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240 上海市海洋管理事务中心上海200050

基于ANSYS有限元软件,以SC单回路感应器为热源,建立船用钢板感应加热的三维有限元数值模型,并对感应加热过程中钢板的涡流功率分布和升温过程进行分析。研究表明,在加热钢板过程中,感应器轴线方向上涡流生热区域的扩散和最高生热区域的... 详细信息

基于ANSYS有限元软件,以SC单回路感应器为热源,建立船用钢板感应加热的三维有限元数值模型,并对感应加热过程中钢板的涡流功率分布和升温过程进行分析。研究表明,在加热钢板过程中,感应器轴线方向上涡流生热区域的扩散和最高生热区域的转移导致主要加热区域略微偏离钢板成形的加热线;涡流生热区域向钢板厚度方向的扩散受电磁特性的影响,无法使整块钢板都直接生热;钢板上表面加热过程可分为3个阶段,虽然升温速度逐渐放缓,但在温度接近居里温度时会迅速上升。

关键词：船用钢板感应加热有限元方法涡流功率分布加热特性

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船用钢板单点局部下压弯曲成形特性研究

船舶工程 2014年第4期36卷 78-82页

作者：吴重轮赵耀华中科技大学船舶与海洋工程学院武汉430074

通过有限元计算,分析了摩擦、加载方式、板厚以及屈服强度对单点局部下压成形形状以及回弹的影响,并分析了出现反曲率局部变形的原因。首先,对单点局部下压成形特征进行了分析。然后,对不同条件下的成形进行计算和分析。最后,对反曲率... 详细信息

通过有限元计算,分析了摩擦、加载方式、板厚以及屈服强度对单点局部下压成形形状以及回弹的影响,并分析了出现反曲率局部变形的原因。首先,对单点局部下压成形特征进行了分析。然后,对不同条件下的成形进行计算和分析。最后,对反曲率局部变形出现的原因进行了分析。结果表明,摩擦、加载方式对成形影响不大,而板厚、屈服强度对成形的影响较大;反曲率局部变形出现的原因是周边板材料的约束使得下轮与板接触区出现负弯矩。

关键词：船用钢板单点局部弯曲板成形回弹数值仿真

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船用钢板移动电磁感应加热温度及变形特性

船舶工程 2019年第4期41卷 104-113页

作者：张水明柳存根汪学锋兰宏凯上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

采用带间隙双回路反向电流(ODIG)感应器作为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值模拟方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立移动式电磁-热交互耦合数值模拟模型。将获得的瞬态温度作为载荷,进行热-弹塑性数值分析,研究船用钢板移动电... 详细信息

采用带间隙双回路反向电流(ODIG)感应器作为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值模拟方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立移动式电磁-热交互耦合数值模拟模型。将获得的瞬态温度作为载荷,进行热-弹塑性数值分析,研究船用钢板移动电磁感应加热温度分布和变形分布。分析不同工艺参数(感应器与钢板间隙g、钢板厚度H、电流频率F、电流峰值Ipeak和移动速度v)对热成形(最高温度Tum、宽度b和厚度h)和变形(横向收缩δz和横向角变形θz)特性的影响。结果表明:温度云图为带预热的双椭圆外形;影响热成形特性的主要因素为Ipeak、v和g;影响变形最主要的因素是Ipeak和H。

关键词：船用钢板移动电磁加热 ODIG感应器热成形特性热变形

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船用钢板高频感应加热热源简化计算方法

中国舰船研究 2018年第5期13卷 18-24页

作者：张正星赵耀胡小才杨振华中科技大学船舶与海洋工程学院湖北武汉430074

[目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模... 详细信息

[目的]在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,[方法]通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。[结果]结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。[结论]相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。

关键词：船用钢板高频感应加热热源模型磁热耦合简化计算方法

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船用钢板断裂韧性评价方法研究

船用钢板断裂韧性评价方法研究

作者：周芸大连理工大学

学位级别：硕士

近些年来,造船业蓬勃发展,建造了很多大型船舶。但随之而来的是各种重大事故明显增多。经过调查研究发现,船体大型焊接结构物在低温条件下的脆性断裂是引起这些事故的主要原因之一。灾难性事故的发生,与船用钢板韧性差从而导致船体结构... 详细信息

近些年来,造船业蓬勃发展,建造了很多大型船舶。但随之而来的是各种重大事故明显增多。经过调查研究发现,船体大型焊接结构物在低温条件下的脆性断裂是引起这些事故的主要原因之一。灾难性事故的发生,与船用钢板韧性差从而导致船体结构防断能力不足有密切关系。所以建立船用钢板韧性指标,成为船用钢板防断研究的重点和难点,船用钢板破坏韧性值的评价方法也成为越来越重要的研究课题。目前在工程上用于描述断裂韧性的指标主要有应力强度因子临界值、夏比试验吸收能、夏比试验脆断转变温度值等。各国船级社根据材料夏比试验的吸收能,把钢材分为各种级别。在船舶行驶过程中,对应于某一部分钢板出现裂纹,如果能够利用该级别材料在规范中规定的吸收能,通过计算得到该材料的断裂韧性,然后根据产生的裂纹大小以及外界载荷计算出此时的应力强度因子,比较后确定结构是否会发生破坏,就能对此时的船舶的安全性能进行评价。这在现实中具有重要意义。本文主要针对船用钢板的母材部分,在前人对于用v型夏比切口撞击试验的结果来评价断裂韧性值研究的基础上继续研究,期望用现代计算方法加以改进,建立并完善由夏比试验到船用钢断裂韧性之间的映射。本硕士学位论文主要内容包括以下几个方面: 首先,在对该课题研究领域做了简要回顾的基础上,提出了本文研究的意义所在。其次,由于本文主要是做船用钢板利用v型夏比切口撞击试验的结果来推断断裂韧性的研究,因此在第二章中对夏比试验所需的相关参数进行了简要的介绍,包括夏比试验吸收能(vE)、脆性破面率转变温度(vTrs)、脆断转变温度(vTre)、破坏发生界限温度(σ)等。第三章主要是利用夏比试验的吸收能与材料韧性之间的关系,在前人研究的基础上运用神经网络算法建立映射关系,再利用数理统计,变单纯的映射关系为概率关系,并在概率的基础上建立计算流程。第四章主要是应用神经网络算法学习由数值计算得到的样本,实现了由夏比吸收能量值到断裂韧性值的在概率基础上的映射。最终确定建立在概率基础上的船用钢板断裂韧性值的评价,并开发了相应的计算软件。

关键词：船用钢板断裂韧性夏比试验 BP神经网络

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船用钢板缺陷漏磁检测系统的研究

船用钢板缺陷漏磁检测系统的研究

作者：杜天玉集美大学

学位级别：硕士

船舶航行所处环境特殊,外部受力严重,内部结构复杂,船体钢板极易形成各种不同的缺陷,对船舶正常运营安全产生威胁。钢板缺陷的存在将严重影响船舶运行的稳定、可靠。为了确保船舶安全,必须对船用钢板进行定期检测,以便及时修复或更换缺... 详细信息

船舶航行所处环境特殊,外部受力严重,内部结构复杂,船体钢板极易形成各种不同的缺陷,对船舶正常运营安全产生威胁。钢板缺陷的存在将严重影响船舶运行的稳定、可靠。为了确保船舶安全,必须对船用钢板进行定期检测,以便及时修复或更换缺陷构件。本文提出了漏磁理论模型计算、有限元模拟和试验三种方法对钢板缺陷漏磁场进行分析。介绍了漏磁产生的机理,针对不同形式的缺陷,采用磁偶极子模型分析方法对裂纹参数(裂纹深度、宽度、提离值等)进行分析并得出影响规律,并分析漏磁场强度和其它相关因素的关系。通过对不同磁化方式的对比分析和本文的研究对象,采用永磁体局部磁化方式,并选用铷铁硼作为永磁材料,设计了磁化结构的初始模型,并对磁化强度和工作点进行研究。通过ANSYS建立有限元模型,对励磁装置进行优化设计,包括永磁铁的厚度、宽度、磁化间隙等进行分析,设计最合理的磁化装置;通过ANSYS仿真结果查看磁力线分布情况,漏磁场的大小分布情况,缺陷附近的漏磁信号等,为漏磁信号的检测提供了依据。根据钢板检测的特点,通过比较选择漏磁线圈传感器阵列方式进行信号采集,利用电磁检测仪对实验钢板进行检测,并对检测结果进行分析得出:检测信号出现正负跳变时,说明此时传感器阵列所在的位置即为缺陷位置。根据跳变信号的幅值可以判断缺陷深度的大致范围,同时根据跳变信号覆盖通道数的范围可以了解缺陷的宽度信息。本文对漏磁场的分析将为漏磁检测仪器的开发提供依据。

关键词：漏磁检测缺陷有限元磁化结构船用钢板

新型船用钢板与Al_2O_3球的摩擦磨损性能测试与模拟

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上海海事大学学报 2019年第1期40卷 90-96页

作者：王东胜王士月楼雪莹沈树阳常雪婷孙士斌尹衍升上海海事大学海洋科学与工程学院上海201306 上海海事大学物流工程学院上海201306

为研究新型船用钢板的摩擦磨损性能,用UMT-3 TriboLab摩擦磨损试验机测试这种钢板在不同环境温度下的摩擦因数(载荷为50 N、往复速度50 mm/s),用白光干涉仪测量试样磨痕截面轮廓线,用ABAQUS对Al2O3球与这种钢板组成的摩擦副建模。将测... 详细信息

为研究新型船用钢板的摩擦磨损性能,用UMT-3 TriboLab摩擦磨损试验机测试这种钢板在不同环境温度下的摩擦因数(载荷为50 N、往复速度50 mm/s),用白光干涉仪测量试样磨痕截面轮廓线,用ABAQUS对Al2O3球与这种钢板组成的摩擦副建模。将测量得到的相关参数输入到计算模型中,采用区域网格划分方法对接触变形过程进行模拟,得到接触区域的应力、应变和塑性变形。结果表明:在球与钢板接触初期,在同等载荷情况下,钢板的磨损量随温度的降低而增加;摩擦磨损过程中的温升、过渡层和磨屑对摩擦磨损行为有一定的影响;采用区域网格划分方法可以有效计算钢板的理论应变和磨痕截面轮廓线;由于摩擦磨损过程中温升、磨屑等因素的存在,基于赫兹接触理论的有限元模拟结果与实际磨损结果有一定的误差,试验环境温度越低,该误差就越小。

关键词：船用钢板磨损有限元 ABAQUS

基于ANSYS的船用钢板移动电磁感应加热温度场数值模拟研究

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热加工工艺 2019年第21期48卷 80-85页

作者：张水明柳存根汪学锋兰宏凯上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

以带间隙双回路反向电流ODIG感应器为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立了移动电磁-热交互耦合数值模型。分别研究了初始和稳定时刻的上表面、对称面和横截面的温度分布,讨论了上表面加热线方... 详细信息

以带间隙双回路反向电流ODIG感应器为热源,基于ANSYS多物理场耦合数值方法,结合感应器及周围空气动态移动方法,建立了移动电磁-热交互耦合数值模型。分别研究了初始和稳定时刻的上表面、对称面和横截面的温度分布,讨论了上表面加热线方向(x轴)在6个时刻的温度曲线。在上下表面分别定义3个测温点,研究其温度历时曲线。结果表明,600℃以上温度云图为椭圆外形;上表面测温点为预热双峰曲线,下表面测温点为线性上升单峰曲线;上表面温度主要由集肤层的涡电流引起,下表面温度由热传导引起;前线圈能够实现预热,后线圈提高最大温度和加热深度;感应器对称面正下方的温度最高,沿着感应器长度方向温度逐渐减小。

关键词：船用钢板移动电磁感应加热 ODIG感应器温度场分析电磁-热交互耦合分析