LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析

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1、硕士学位论文LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析FatigueLifeAnalysisoflnvarSheetWeldedJointofLNGCarrierLiquefiedTankContainmentSystem学号：垄!QQ璺QQ呈赵丕珏进娅大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研

2、究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：生堕鱼丝速舱丝塑丕统殷塑整送煜接撞基邃羞麦佥佥堑作者签名：—骣卜吼丝年』月手日大连理工大学硕士学位论文摘要随着国家对环境保护越来越重视，可以预见，在未来相当长的一段时间内，天然气作为清洁优质的能源，其需求和开发会越来越旺盛。作为运输液化天然气(LiquefiedNaturalGas，LNG)载体的LNG船的需求量也越来越大。焊接是船舶制造的关键技术之一，焊缝质量直接影响着焊接结构的抗拉强度、疲劳寿命和耐腐蚀性能等。Invar钢为薄膜型LNG船液舱维护系统使用的屏蔽材料，Invar钢带采用电

3、阻焊或钨极氩弧焊焊接而成屏蔽层，由于焊接结构的焊缝及热影响区存在较高的焊接残余拉应力，因此，研究Invar钢焊接残余应力对LNG船液舱维护系统疲劳寿命的影响有重要意义。首先，基于有限元分析软件MSC．Marc建立了焊接有限元模型，对焊接过程中温度场及焊后应力场进行了模拟和分析，采用X射线衍射法测量了Invar钢搭接接头的纵向焊接残余应力，验证了数值模拟的正确性。数值模拟及实测结果表明，焊缝及热影响区存在较高的纵向残余拉应力，数值模拟的应力峰值高于Invar钢的屈服强度；焊接横向残余应力相对较小；焊接电流越大，焊后纵向残余应力峰值越小，高应力区越大。其次，与不考虑焊接残余应力相比，考虑焊接残余应

4、力并施加晃荡载荷后，焊缝及热影响区仍存在较高纵向焊接残余应力，且焊缝及热影响区节点疲劳寿命下降较为明显，说明焊接残余应力对Invar钢薄膜焊接接头的疲劳寿命有较大影响。对疲劳寿命较低的节点进行优化设计，结果表明减小节点纵向残余应力可以显著提高其疲劳寿命。最后，对残余应力释放对疲劳寿命的影响进行了研究，研究表明，在一定的应力比和应力幅下，焊接纵向残余应力有较大幅度释放，疲劳寿命显著提高。关键词：Invar钢；焊接；残余应力；晃荡载荷；疲劳寿命LNG船液舱维护系统殷钢薄膜焊接接头疲劳寿命分析FatigueLifeAnalysisoflnvarSheetWeldedJointofLNGCarrier

5、LiquefiedTankContainmentSystemAbstractNowadays．theenvironmentalprotectiondrawsmoreandmoreattentionsallovertheworld．Itcanbepredictedthatinthefuture．theneedsanddevelopmentofnaturalgaswillbegrowingincreasingly．ThedemandofLNGcarrierastheconveyanceofLNGisalsogrowingincreasingly。Weldingisoneofthekeytechno

6、logiesofshipbuilding，theweldqualityhavedirectinfluenceonthetensilestrengthandfatiguelifeofweldseam．InvarsteelisthespecialmaterialusedasthebulkheadofLNGliquefiedtankandtherearealotofInvarsteelweldedstructureexistintheliquefiedtank，andthereexistshighweldingresidualtensilestressintheweldseamandheataffe

7、ctedzoneofweldedstructures。Therefore，it’SimportanttostudytheinfluenceofInvarsteelweldingresidualstressonthefatiguelifeoftheLNGcarrierliquefiedtankbulkhead．Firstly，theweldingfiniteelementmodelwasestabl