王江超
- 作品数：53 被引量：129H指数：8
- 供职机构：华中科技大学船舶与海洋工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金江苏科技大学江苏省船舶先进设计制造技术重点实验室开放研究基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程金属学及工艺环境科学与工程自动化与计算机技术更多>>
- 基于线性逼近的感应加热弯曲成形工艺及其应用
- 2023年
- 采用高频感应加热装置进行热弯成形试验,得到典型的单曲率板。通过高效的热-弹-塑性有限元计算,再现板材热弯成形的温度场特征和力学响应。同时,研究感应加热过程中的工艺参数对板材弯曲变形的影响,提出线性逼近迭代二分法和迭代0.618法,确定板材实际加热中的加热线位置和感应加热速度,并对其进行有限元分析。研究结果表明:采用规划的工艺参数进行热-弹-塑性有限元分析,得到的面外弯曲变形和面内收缩均与目标曲率板相吻合;线性逼近迭代二分法和迭代0.618法应用在感应加热单曲率热弯成形中具有良好的可行性和准确性,可供曲板热弯工艺的规划参考。
- 李梦陈相飞易斌王江超周晓丽
- 海洋平台筒式桩腿结构的焊接变形预测和消除被引量：1
- 2019年
- 针对海洋生活平台桩腿的齿条与筒体焊接变形问题,基于迭代子结构法(ISM)和多核并行计算技术的高效热-弹-塑性有限元计算代码,依据结构对称性的特点,建立实际齿条与筒体焊接结构的1/4有限元模型,预测的焊接变形和测量结果趋势一致,数值基本吻合。为了提高建造精度,采用在筒体内表面进行堆焊的工艺措施,产生反变形,抵消齿条与筒体焊接产生的变形,焊接变形量可减70%。
- 王江超牛业兴杜仕忠易斌易斌赵宏权
- 基于高频感应加热的船用钢板材弯曲成形被引量：7
- 2019年
- 在船舶建造过程中,高频感应加热是实现船体板材高效高精度弯曲成形的重要方法。首先采用25 kW新型高频感应加热设备,进行不同感应加热过程及工艺的试验,得到典型弯曲形式的船体外板(马鞍型和帆型)。同时,采用三坐标定位仪进行面外弯曲变形的测量和曲面重构,得到试验板材面外弯曲变形的分布和数值。通过热-弹-塑性有限元分析与弹性有限元分析两种方法,计算预测板材在高频感应加热作用下的面外弯曲变形,两种数值方法预测的板材面外弯曲变形趋势和数值与测量结果比较吻合,且在弹性有限元分析中,计算机资源消耗少,计算结果精度高。
- 易斌牛业兴岳青郑新建周宏王江超
- 关键词：船用钢高频感应加热
- 随焊感应加热尺寸和热源数对焊接失稳变形的影响
- 2025年
- 针对薄板焊接失稳变形难以在焊后完全矫正的问题,提出采用随焊感应加热工艺对其控制,并研究工艺参数的影响。首先,进行薄板对接接头常规焊接和随焊感应加热工艺试验;通过K型热电偶测量附加感应加热区域瞬时温度,冷却后采用三坐标仪获取接头变形轮廓。对接接头均呈现出马鞍形,但随焊感应加热工艺下焊接变形小于常规焊接的结果。随后,建立对接接头实体单元模型,考虑材料非线性和几何非线性进行热-弹-塑性有限元分析。常规焊接和随焊感应加热工艺下,计算的温度场数据和焊接变形均与试验测量结果基本吻合,验证了热-弹-塑性有限元分析的准确性。最后,通过有限元计算,研究了随焊感应加热区域尺寸和个数对焊接失稳变形控制效果的影响。结果表明,增加随焊感应加热区域尺寸和个数,能获得更好的焊接失稳变形控制效果,优化后的工艺参数可将面外变形减小90%以上。随焊感应加热形成的热拉伸作用显著降低母材区域的残余压应力,提高了焊接结构的稳定性,以此控制甚至消除焊接失稳变形。
- 付玲易斌易斌薛丁琪任会礼王江超
- 关键词：工艺参数有限元分析残余应力
- 环形加筋圆柱壳的焊接残余应力及振动特性研究被引量：3
- 2023年
- [目的]旨在评估环形加筋圆柱壳的复杂焊接残余应力及其对结构振动特性的影响等。[方法]首先,采用二氧化碳气保焊实现环形加筋圆柱壳的焊接,使用非破坏性的X(XRD)测量关键区域焊接后以及退火热处理后的焊接纵向残余应力。其次,通过高效的热−弹−塑性有限元计算,分析焊接过程中的温度场和残余应力,并研究移动体热源和固定热源模型对焊接模拟结果的影响。最后,在自由状态下测试环形加筋圆柱壳焊接后以及退火热处理后的结构振动特性,并通过有限元法预测结构振动模态及其固有频率。[结果]基于试验测量、焊接热−弹−塑性以及结构模态有限元计算,得到了环形加筋圆柱壳热处理前后的残余应力和振动特性。[结论]固定热源模型可以高效地预测环形加筋圆柱壳的热力学响应,预测的焊接残余应力与测量结果基本一致;退火热处理工艺可以有效消除焊接残余拉应力,且焊接残余应力对环形加筋圆柱壳的振动特性影响甚微。
- 王江超陈相飞牛业兴杜仕忠申超男
- 关键词：环肋圆柱壳焊接残余应力退火热处理
- 船板钢焊接接头的断裂失效行为及GTN模型的数值分析被引量：5
- 2020年
- 船舶钢结构皆采用焊接方法建造而成,在实际工况及环境载荷作用下,焊接接头的力学性能及其断裂强度,直接影响船舶整体结构的强度和寿命。该文针对常用的船板钢材料(Q345和Q690),首先对母材进行单向拉伸试验,获得其各自的应力-应变曲线,进而评估其断裂性能;基于Gurson-Tvergaard-Needleman(GTN)损伤模型,通过程序代码的调试和一系列的数值模拟分析,提出了母材本构关系的表达函数及最优GTN模型参数,且与实测的应力-应变曲线高度吻合。同时,针对满足焊接规范要求的船板钢对接焊接头,进行了单向拉伸试验获得其应力-应变曲线;考虑焊缝微观缺陷以及焊接残余应力的影响,提出修正GTN损伤模型中的初始空穴体积分数f0和材料的幂函数塑性强化参数,预测焊接接头的断裂强度,且与试验测量数据吻合一致。
- 卓子超张庆亚王江超
- 关键词：应力-应变曲线
- 船舶造修工艺环节的能耗与污染物排放现状及评估被引量：1
- 2021年
- 收集并汇总船舶造修工艺环节的能耗类型和电能消耗,以及不同污染物的排放量,将所得结果与相关节能环保法规的要求相对比。基于人工神经网络理论构建板材切割车间的能耗评估模型,并通过建造工艺环节的能耗和污染物排放分析模块,提出船舶工业的能源消耗指数和污染物排放指数。
- 王江超包张静洪方智卓子超易斌
- 关键词：建造工艺能耗污染物排放人工神经网络
- 国内船舶修造企业的VOCs排放现状及治理措施被引量：17
- 2020年
- 船舶修造过程中的预处理和涂装环节会产生大量可挥发性有机化合物(VOCs),严重污染大气环境,危害人体健康。通过对国内相关船舶修造企业进行走访和调查,梳理船舶修造过程中产生VOCs的工艺环节,近年来因VOCs排放超标受到环保职能部门处罚的案例,以及企业涂料用量和VOCs排放的现状。同时,汇总船舶修造企业常用的VOCs净化处理技术及其适用场景,并根据实际建造工艺环节的VOCs排放浓度介绍VOCs治理的案例。对国内外先进的船舶修造企业进行对比,并基于我国船舶修造企业的实际情况和VOCs法规的排放要求,提出若干船舶修造过程中减少VOCs排放的具体建议,降低对大气环境的污染。
- 包张静洪方智卓子超谢雨洁王江超
- 关键词：大气污染
- 外部拘束控制板架结构焊接失稳变形的研究
- 2024年
- 外部拘束作为一种灵活方便的控制结构焊接变形的方法,在工程实践中得到了广泛应用。以5 mm厚高强钢板架结构为主要研究对象,首先针对典型的T型接头及其板架结构进行焊接试验,获得焊接面外变形,再现了焊接屈曲变形现象;随后使用热-弹-塑性有限元方法对T型接头及板架结构进行模拟验证,分析了板架结构焊接屈曲变形产生的力学机理;研究压条拘束距离对T型接头焊接失稳变形,以及压条拘束分布形式、拘束距离等对板架结构焊接失稳变形的影响规律,并基于固有变形理论阐明外部拘束控制其焊接失稳变形的力学机理。结果表明,外部拘束的存在能有效控制T型接头、板架结构的焊接失稳变形;在力学机理上,外部拘束能够显著地降低焊接固有变形,进而减小薄板焊接结构的面外变形,提高建造精度。相关研究可为薄板焊接失稳变形控制提供理论依据,且优化外部拘束的施加方案。
- 周晓丽杜仕忠王江超赵宏权吴磊
- 高强钢薄板切割变形的机理研究及预控分析
- 2025年
- [目的]为有效控制高强钢薄板的火焰切割精度,研究切割面外失稳变形及面内弯曲变形的产生机理,提出动态辅助加热减小火焰切割变形的工艺方法。[方法]以3mm厚的Q550板材为研究对象,通过火焰切割试验和三坐标测量等方法,观测到高强钢薄板切割件的面外失稳变形和面内弯曲变形;应用大变形理论的热-弹-塑性有限元计算,分析高强钢薄板切割的热力学响应,以及辅助加热对高强钢薄板切割变形的影响。[结果]预测的切割变形趋势和数值,都与实际测量结果高度吻合;在远离割缝区域辅助加热,切割面外失稳变形可降低90%,且面内弯曲变形降低40%以上。[结论]基于切割变形产生的力学机理,可采用不同的辅助加热工艺,提高薄板火焰切割的精度;同时,应用高通量的热-弹-塑性有限元计算,可以得到减小火焰切割变形的优化工艺,指导高强钢薄板的高精度建造。
- 王江超杜仕忠陈相飞牛业兴杨洋赵宏权吴磊
- 关键词：有限元法
