潜艇结构的焊接残余应力研究现状.pdf

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1、第32卷第10期舰船科学技术V01．32，No．102010年10月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYOct．，2010潜艇结构的焊接残余应力研究现状李良碧1”，万正权2，潘广善1，王自力1(1．江苏科技大学船舶与海洋工程学院，江苏镇江212003；2．中国船舶科学研究中心，江苏无锡214082)摘要：潜艇结构在焊接过程中产生的残余应力是关系到结构安全的重要指标。由于焊接是一个涉及到热、力、冶金等多学科的极为复杂的过程，要对其进行准确预测十分困难。本文首先对与潜艇相关的厚板、环焊缝和压力容器焊接残余应力的技术现状及存在的主要问题进行论述；

2、然后介绍潜艇焊接残余应力的试验和模拟；并对残余应力影响潜艇结构疲劳强度和稳定性以及潜艇结构残余应力消除技术等方面进行了详细论述和总结；最后指出了一些尚待进一步研究的问题。关键词：潜艇；焊接；残余应力中图分类号：U674．76；U67l文献标识码：A文章编号：1672—7649(2010)10—0130—05DOI：10．3404／j．issn．1672—7649．2010．10．032ReviewonweldingresidualstressesofsubmarinestructuresLILiang．bil·2，WANZheng—quan2，PANG

3、uang-shanl，WANGZi—lil(1．SchoolofNavalArchitectureandOceanEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechonlogy，Zhenjiang212003，China；2．ChinaShipScientificResearchCenter，Wuxi214082，China)Abstract：Weldingresidualstressesofsubmarinestructuresisveryimportantforstructuralsafety．Welding

4、isaverycomplicatedprocessrelatedtomultidisciplinarysuchasthermology，mechanics，SOitisverydifficulttopredict．First，thetechnologyconditionsandtheexistenceprimalproblemsofweldingresidualstressesofsubmarineinvolvingthickplate，circularweldandpressurevesselweredissertatedinthepaper．The

5、n，thetestandsimulationofweldingresidualstresses，thefatiguestrengthandthestabilityandtheeliminationweldingresidualstressofsubmarinestructuresandSOonweredetaileddescribedandsummarized．Atlast，anumberofissuesneedtobefurtherstudiedwereputforward．Keywords：submarine；welding；residualstr

6、esses0引言潜艇是海军战斗力的核心要素之一。世界各国之所以对潜艇的研究与生产投入巨资，是因为潜艇一方面具有巨大的攻击能力，同时又有很好的隐蔽性能，在300m以下的深海中，声呐就很难探测到潜艇的存在。为进一步提高潜艇的隐蔽性，世界军事大国都在发展大深度潜艇，俄罗斯几乎所有核潜艇的设计潜深都在450m以上，有的甚至超过了600m。这样就大大提高了潜艇的隐蔽性，相应的，它的攻击能力也就提高了。目前，我国的各种潜艇的设计潜深都在300m以内。随着大深度潜艇的潜深增加，潜艇耐压壳受到的外部海水压力也随之增加。要么增加壳体的板厚，要么采用具有更高屈服强度的新钢

7、种。各国纷纷采用高强度钢材来制造潜艇的耐压壳结构，如美国的HY．80和HY一100、日本的NS-63、苏联的AK一25等钢种。我国也积极研制能满足大深度潜艇所需要的厚板。潜艇耐压壳体是由不同直径的圆柱体组成，锥柱结合壳(见图1)是潜艇耐压壳体结构设计中被广泛收稿日期：2009一09—02；修回日期：2010—01—11作者简介：李良碧(1971一)，女，博士研究生。副教授，主要从事舰船与海洋结构物强度研究。第10期李良碧，等：潜艇结构的焊接残余应力研究现状·131·采用的一种过渡结构形式。在均匀外压下，锥柱结合壳边处由于壳体母线的突然转折，壳体中纵向力

8、不平衡，在结合边圆周上产生向内或向外的均布集中力。在该集中力作用下，壳体产生局部弯矩，因而该处