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前言
在进行船舶生产制造的工作中，在进行焊接工作的时候，其中焊机变形是重要生产制造技术之一，直接决定了船舶的整体质量水平以及当船舶制造完成后投入到使用中的安全性以及船舶使用寿命。要提高优化焊接工作中的焊接变形，并且进行有效把控和操作，使得焊接变形技术有所提升，在保障船舶结构焊接质量的情况下，还能提高焊接变形的工作效率，是我国船舶生产设计行业需要解决的重要问题。在目前的船舶生产制造行业中，普遍采用固有应变法对船舶结构进行焊接，但是固有应变法在实际的应用中还是会有计算精准度不准确等问题产生，所以就应该对固有应变法进行优化改善。
1.固有应变法
固有应变的产生是由于热循环之后的残留物在残留物体内而引起产生残留物体的物体出现残留以及发生变形应变，是相关物体产生应力以及变形的本质原因。当完成了一次热循环的过程之后，在相关结构的内部结构中，普遍情况下都会产生残余应力以及应变本身自带的固有应变。不加入热循环的过程因素，在相关结构中加入进和固有形变所对等的初始应变，然后采用一下车弹性板单元中的有限元来进行分析，以用来解出相关复杂结构中的变形，上述即为在固有应变的基础上，进行残余变形的初始思路办法[1]。
采用固有应变法，会在大型船舶结构焊接工作中避开整个焊接工作环节，而建立在结构焊接工作之后的焊缝中所存在的固有应变，以及结构焊接工作中的近缝区所存在的固有应变。接着将所产生的固有应变的参数数值当做载荷，安置于船体结构上。通过采用静载弹性分析来对大型船舶结构的焊接工作进行分析，计算解出了焊接残余应力以及变形值，提高了计算效率和质量的同时，对于相关计算工作人员的工作量也有一定的减轻[2]。固有应变法可以获取到标准准确并且具有科学性的残余应力以及相应的变形值，是一种高性价比的具有科学性和准确性的，针对大型船舶预测结构变形的实用方法，在未来的发展中会日趋完善和成熟，对于大型船舶的生产制造质量有着提升作用。
2.固有应变法现状
在大型船舶结构焊接工作中结合了固有应变法，使得船体在进行焊接时候的，可以有效控制和把控变形，以及在进行船板的线状加热弯曲成型的工作环节中，都有了很大的提升改变，所带来的进展是具有突破性的[3]。在对纵横加强筋结构的焊接工作进行变形预测的时候，必须要将固有变形结构中的局部结构变形中的结构作为主要预测对象，而且结构中的错边缝隙、根部缝隙等方面的内容中所产生的变形情况，都要一一进行矫正，预测结果才会具备准确性[4]。以固有应变法为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法，在船舶的工业生产制造行业中的使用，是具有可靠性的。
虽然固有应变法已经得到普及，以及部分船舶生产制造企业的采用，使用相关结构的焊接变形预测工作中，并且对于以往的固有应变法有了稍微的改进，但是依然还是存在一定的问题局限性。而且目前在大型船舶的焊接工作中，固有应变法的焊接变形预测主要面向平面对接焊接还有角焊工作环节以及其他的大型复杂的船体结构。除此之外，固有应变法的焊接变形预测在曲面板的焊接以及角焊接的工作环节，以及大型船舶结构的曲面焊接变形预测方面，都还没有相对成熟完善的办法，所以需要针对大型复杂结构的焊接变形原理，大型复杂结构的变形残余力以及残余应力和焊接变形之间所存在的额管理进行深入研究[5]。
在大型船舶结构的焊接工作中，使用固有应变法必须要有固有应变的相关数据库，只有有了固有应变数据库，才能开展焊接变形的预测，大型船舶中的结构焊接预测是建立在有固有应变数据库的基础上，预测结果才具有精准性和有效性[6]。另外，固有应变还会受到热输入以及其他拘束条件的影响，不同的结构以及不同的区域位置，受到热输入以及其他拘束条件的影响都会有所出入，所以固有应变也是不太好完全的把握控制的。当大型船舶结构在进行焊接工作之前，相管焊接技术工作人员务必要将相关大型船体结构的固有应变机理调查了解清楚，以及在大型船舶的生产制造过程中，所使用于搭建船体结构的生产技术和用于大型船舶生产制造的生产材料，对于固有应变法的实施可能会带来的反应和影响等。当情况了解清楚了才来选用适用于相关情况的固有应变法，以提高大型船舶结构焊接的稳定性以及船舶的整体质量水平，确保具有安全性。
3.优化焊接变形工作中计算精度相关方法
⑴将船体结构的结构进行简化
船舶的船体结构构造一般都比较复杂，相关工作人员在对船舶进行计算精度的时候，不仅工作量大，计算具有难度，并且由于船体结构的构造复杂，直接导致了计算精度不具备可靠性以及精确性还有标准性[7]。所以，将船体的结构简化，对于相关工作人员计算精度工作的正常顺利开展有着很大的帮助，不仅可以降低计算时候的困难，还能够保障计算精度的可靠标准性以及科学性。
在进行结构简化的时候经常使用到对称模型。对称模型的使用，将所需焊接的结构焊接一半即可，接着再使用对称原理，将剩下的另外一半结构进行焊接组成。对称模型的有效利用，将焊接工作的复杂性进行了有效显著的简化，也帮助焊接技术人员的减少了一定工作量，不仅能够提升焊接工作效率，也能保障焊接工作质量。在使用对称模型进行焊接的时候，相关技术操作人员要注意在进行焊接之前的不对称结构，在焊接之后就对称的结构，焊接技术人员应该按照实际情况在焊接过程中把控好温度变化以及温度数值，才能够确保结构中焊缝的精度[8]。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过当下我国工业生产制造行业对于焊接数值的要求控制方面还不够严格，相关制度规范也不完整完善，使用对称模型来进行焊接还是会有一定的局限性，但是对称模型的使用对于提升精度的有效作用还是不容置疑。
⑵将船体模型的结构进行简化
在进行大型船舶的结构焊接工作时，普遍采用组合焊接的方式将船体模型进行简化。在使用组合焊接方法的时候，焊接技术人员首先要进行焊道的焊接工作，然后基于焊道模型对结构的受力情况进行分析，必须要使结构在受力的时候具有稳定性，并且可以将立体模型利用平面模型来代替，这样就可以将计算步骤进行简化，不仅可以将计算难度有效降低，而且可以提高计算结果的精准度。其次，通过使用平面模型来进行分析，可以有效利用得出的数据信息来转换表达，也能进行分析工作，并且可以有效的将运算成本减少。使用组合焊接方法对于船舶结构具有复杂性的模型来说，简化作用会更加的有成效。将模型进行有效简化，对于提升计算精度有实质性的帮助[9]。
⑶采用并行计算技术
并行计算技术一般情况下使用在结构网格的分析和重新规划工作中，不仅可以提升计算的工作效率，还可以让热源位置的移动带动网格也随之进行偏移，而且可以在误差范围相对较大的情况下还能实现自动化的重新规划，最后使网格的距离都分布在合理的位置范围内。使用并行计算技术在进行结构焊接工作的时候，可以使船体结构在进行焊接工作中所产生的瞬态应力误差得到消除，并且网格位置在随温度变化而有所改变的时候也对其造不成影响，所以可以在一定程度上确保结构的稳固稳定性。
4.大型船舶在进行结构焊接变形时固有应变法的操作应用
⑴有限元法的使用
在进行大型船舶焊接变形的操作工作中，普遍情况下通常会采用有限元法，有限元法的采用可以提升焊接变形的工作效率，也能在一定程度上降低焊接成本，使经济成本控制在合理范围内。所以，焊接技术工作人员在开展工作的时候要根据结构实际的结构精度情况来选择不同的符合实际情况所适用的分析模型，才可以提高分析工作效率。在我国以往传统方式下的计算方法，普遍情况下都利用平面模型，不过随着我国社会经济与我国现代科技以及我国计算机技术水平的快速发展提高，立体模型也得到普及推广，并且慢慢的投入到使用中。有限元法的使用，计算结果的精准度和准确度都相对较高，但是我国目前的计算机设备水平发展尚未完成成熟和完善，所以在使用有限元法在进行计算的时候，还是会有一定的局限性存在，也让有限元法在进行普及和推广的时候没有显著的成效。
所以，有限元法的计算方法，目前只适用于结构相对简单的结构模型，对于复杂性高的结构模型不建议使用，也不适合使用。在实际的焊接工作进行中，在焊接过程中，相关结构的局部温度会有所上升，会直接影响结构局部的焊接变形质量，不利于保障船体结构的整体质量水平以及相关结构的牢固性和稳定性。因此焊机技术工作人员在进行焊接工作的时候，就要观察并且发现固有应变其中的变化规律，并且使用相关方法来分析和计算出结构的承受能力，才好进行提高船体结构牢固性和稳定性的焊接工作。
⑵初应变法的使用
在进行大型船舶焊接变形的操作工作中，相关焊接工作人员要先将固有应变数值还要固有应变法的相关具体位置计算出来后，才能进行船体结构的受力情况的分析。在实际的船体结构焊接工作中，相关焊接技术工作人员会在相关结构中规划出一块方形的区域位置，接着使用固有应变法在规划出来的方形区域位置当中，才能让压力可以随着相关结构的分布特层而形成线性分布状。并且相关焊接技术操作人员还要切实掌握和把控固有应力的实际分布以及固有应力的分布规律，使固有应力分布和固有应力分布规律保持在相应规定的数值之内。只有固有应力的数值数据还要固有应力的位置区域不产生变化，就可以保证和把控计算的精确性和准确性。
结束语
通过上文具体的分析讨论，我们知道在大型船舶的生产制造过程中，对于船舶结构的焊接工作，只有根据实际的情况来进行具体分析之后，在掌握了船舶结构的情况下，才来选择适用且匹配的焊接结构预测方法。而固有应力法所具备的安全性、科学性、标准性、可靠性以及有效性，采用在船舶结构的焊接工作中，对于巩固提升船舶的牢靠稳定性以及确保船舶的安全性，是适用方法也是船舶整体质量的有力保障，确保船舶在以后使用的安全性以及使用寿命，提高相关企业经济效益的同时，也为未来工业生产的可持续发展提供了积极助力。
参考文献
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论文作者:于力强
论文发表刊物:《中国西部科技》2019年第10期
论文发表时间:2019/11/26
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