烟台大学韩华伟获国家专利权
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龙图腾网获悉烟台大学申请的专利一种浮式光伏结构焊接方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116493817B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310551378.X,技术领域涉及:B23K37/00;该发明授权一种浮式光伏结构焊接方法是由韩华伟;郭亭亭设计研发完成,并于2023-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种浮式光伏结构焊接方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种浮式光伏结构焊接方法,包括以下步骤:S1.基于待焊结构的物理特性,建立焊接过程完全热力耦合模型,对待焊结构焊接过程中产生的应力场进行模拟;设置边界条件,计算出待焊结构焊接过程中产生的弯曲应力应变;S2.对待焊结构进行定位;S3.对待焊结构施加抵抗焊接变形的预应力;S4.将各纵骨逐一焊接至待焊结构上。本发明能够用来控制最小的焊接残余应力,能够有效防止浮式光伏结构在焊接过程中产生的变形,减少了分段建造过程矫形的工作量。并且本发明通过减少焊接过程的强力水火矫形作业,来达到降低的建造成本提高建造效率的目的。
本发明授权一种浮式光伏结构焊接方法在权利要求书中公布了:1.一种浮式光伏结构焊接方法,其特征在于,包括以下步骤: S1.基于待焊结构的物理特性,建立焊接过程完全热力耦合模型,对待焊结构焊接过程中产生的应力场进行模拟;设置边界条件,计算出待焊结构焊接过程中产生的弯曲应力应变;所述步骤S1具体包括以下步骤:S11.建立焊接接头几何模型;S12.进行有限元网格划分;S13.建立热源模型,定义焊接材料属性;S14.设置边界条件,完成焊接接头的有限元计算;设置的边界条件为:焊接部位生成角变形、横向收缩固有变形量被认为沿焊接线均匀分布;S15.提取焊缝处所有节点的平均固有应变值,然后用弹性解析法对整个待焊结构进行焊接变形的预测;根据焊接工艺参数设置焊缝宽度,按照预设的焊接顺序依次对焊缝进行一次弹性计算;根据固有应变产生的焊缝收缩量,求解出整体变形结果; S2.对待焊结构进行定位; S3.对待焊结构施加抵抗焊接变形的预应力;所述步骤S3包括以下步骤: S31.通过有限元分析软件对待焊结构弹性弯曲的应力-应变状态进行理论计算,并使用多种载荷方案进行模拟;所述步骤S31具体包括以下步骤: 确定载荷,计算待焊结构弹性弯曲所需约束力的大小; 确定工装胎架的主要部件的必要刚度及强度值; 确定最佳边界条件; 使用有限元分析软件对待焊结构弹性弯曲的应力-应变状态的计算; 结合待焊结构尺寸、各载荷方案及环境因素,设置边界条件如下:受到弹性弯曲的待焊结构处于水平位置;外部弯曲力沿着待焊结构的两个纵向边缘均匀分布,或沿着主支撑的给定距离沿平行线分布;重力或待焊结构总重量作为负载均匀分布在整个区域;利用焊接热输入的理论值作为有限元计算基础,以模拟温度结果作为热荷载加载; 在进行加载时:施加温度场及热传导分析结果作为初始温度条件,并考虑焊接过程中电弧或气体保护;进行瞬态热分析,得到温升曲线和温度场;将温度结果作为热荷载,结合焊缝及母材在高温下的力学属性,进行瞬态结构分析,得到焊接过程中的应力和变形结果; 指定各载荷方案的最大弯曲横向应力值; 利用上述边界条件,获得待焊结构弹性弯曲所需的垂直力的计算数据,以及所得到的横向弯曲应力和板材的最大挠度; S32.通过实验测试步骤S31理论数据的正确性和待焊结构的应力-应变状态;提取关键点的温升曲线、应力-应变曲线和变形量,与试验结果或经验公式进行比对,验证有限元模型的准确性; S33.优化分析:在验证通过的基础上,对焊接工艺参数进行优化,找出应力值相对小且均匀性相对好的焊接方案; S4.是利用双面自动焊接设备将各纵骨逐一焊接至待焊结构上。
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