RU2610194C1 - Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands - Google Patents

Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands Download PDF

Info

Publication number
RU2610194C1
RU2610194C1 RU2015136228A RU2015136228A RU2610194C1 RU 2610194 C1 RU2610194 C1 RU 2610194C1 RU 2015136228 A RU2015136228 A RU 2015136228A RU 2015136228 A RU2015136228 A RU 2015136228A RU 2610194 C1 RU2610194 C1 RU 2610194C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hulls
hull
moulding
ship
stands
Prior art date
Application number
RU2015136228A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Анатольевич Васильев
Валерий Михайлович Левшаков
Виктор Семенович Михайлов
Виталий Вячеславович Степанов
Original Assignee
Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС") filed Critical Акционерное общество "Центр технологии судостроения и судоремонта" (АО "ЦТСС")
Priority to RU2015136228A priority Critical patent/RU2610194C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610194C1 publication Critical patent/RU2610194C1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D3/00Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts
    • B21D3/12Straightening or restoring form of metal rods, metal tubes, metal profiles, or specific articles made therefrom, whether or not in combination with sheet metal parts by stretching with or without twisting

Abstract

FIELD: shipbuilding.
SUBSTANCE: invention refers to the area of shipbuilding in the part of production of metal hulls built in moulding stands. A hull is secured in a moulding stand and a vibration generator is installed to the deck plating above intersections of members so that rotation axis of the vibration generator is headed aslant the processing hull. Whereupon, first, the vibration generator is installed perpendicularly to the centerline in the center of the deck, then it is reinstalled to one board and then, to another one, being installed on the plating above intersections of stiffeners, and after that, the process is repeated in other sectional areas firstly located sternwards and secondly, forward.
EFFECT: invention allows decreasing residual welding deformations in hulls before release from securing to a moulding stand and increasing of accuracy of constructional dimensions and shape of hulls.
4 dwg

Description

Изобретение относится к судостроительной отрасли промышленности в части изготовления металлических корпусов судов, построенных в лекальных стендах, для снижения остаточных сварочных деформаций, полученных в процессе их сборки и сварки.The invention relates to the shipbuilding industry in the manufacture of metal hulls of ships built in patterned stands, to reduce residual welding deformations obtained in the process of assembly and welding.

Известно, что после сварки любых металлических конструкций неизбежно возникают сварочные деформации, приводящие к изменению формы и размеров конструкции, а также изменению свойств металла в зоне нагрева. Полностью исключить деформации не представляется возможным даже при использовании таких технологий сварки как лазерная и гибридная лазерно-дуговая, обеспечивающих лишь существенное уменьшение деформаций по сравнению с традиционными дуговыми способами. Однако существует ряд технологических способов, способствующих уменьшению сварочных деформаций.It is known that after welding of any metal structures, welding deformations inevitably occur, leading to a change in the shape and size of the structure, as well as a change in the properties of the metal in the heating zone. It is not possible to completely eliminate deformations even when using welding technologies such as laser and hybrid laser-arc, which provide only a significant reduction in deformations compared to traditional arc methods. However, there are a number of technological methods that contribute to the reduction of welding strains.

Известен способ уменьшения сварочных деформаций секций судов и кораблей за счет выполнения сборки и сварки в закрепленном состоянии (Технология судостроения: уч. для вузов. / Александров В.Л. и др. - СПб: Профессия, 2003). Суть способа заключается в исключении или ограничении образования сварочных деформаций на отдельных технологических этапах сборки конструкции за счет значительной жесткости сборочной оснастки (кондукторов, постелей, технологических раскреплений). При этом остаточные деформации конструкции после ее открепления от оснастки будут формироваться в условиях собственной жесткости конструкции и поэтому будут меньше. Основными недостатками указанного способа являются необходимость изготовления металлоемкой технологической оснастки и его низкая эффективность в случае изготовления конструкций с несимметричным расположением сварных швов относительно центральных осей готовой конструкции.There is a method of reducing welding deformation of sections of ships and ships by assembling and welding in a fixed state (Shipbuilding technology: studies for universities. / Alexandrov V.L. et al. - St. Petersburg: Profession, 2003). The essence of the method is to exclude or limit the formation of welding strains at certain technological stages of assembly of the structure due to the significant rigidity of the assembly equipment (conductors, beds, technological fasteners). In this case, residual deformations of the structure after its detachment from the snap will be formed under the conditions of the structure's own rigidity and therefore will be less. The main disadvantages of this method are the need to manufacture metal-intensive technological equipment and its low efficiency in the case of manufacturing structures with an asymmetric arrangement of welds relative to the central axes of the finished structure.

Также известен способ правки изделий (патент №1733158), в том числе судовых сварных конструкций, сущность которого заключается в том, что изделие укладывают на две опоры, после чего осуществляют его изгиб статической нагрузкой, приложенной через упругую связь, а затем воздействуют вибрационной нагрузкой. При изгибе статической нагрузкой создают напряжение изгиба, равное разности напряжения предела текучести материала заготовки при вибрации и напряжения изгиба, создаваемого вибрационной нагрузкой. Недостатком такого метода является то, что приложение нагрузки через упругую связь уменьшает мощность вибратора, необходимую для достижения резонансных частот, в свою очередь снижение предела текучести материала заготовки при воздействии вибрации уменьшает необходимую величину статической нагрузки.Also known is a method for editing products (patent No. 1733158), including ship's welded structures, the essence of which is that the product is laid on two supports, after which it is bent by a static load applied through an elastic bond, and then exposed to a vibration load. When bending by a static load, a bending stress is created equal to the difference between the stress of the yield strength of the workpiece material under vibration and the bending stress created by the vibration load. The disadvantage of this method is that the application of a load through an elastic coupling reduces the vibrator power needed to achieve resonant frequencies, and in turn, a decrease in the yield strength of the workpiece material when exposed to vibration reduces the required static load.

В качестве прототипа изобретения выбран типовой технологический процесс низкочастотной вибрационной обработки (НВО) деталей, узлов и корпусных конструкций после их изготовления, изложенный в документе РД5 Р. ГКЛИ.0104-216-95 «Руководящий документ».As a prototype of the invention, a typical technological process of low-frequency vibration processing (HBO) of parts, assemblies and housing structures after their manufacture is selected, described in RD5 R. GKLI.0104-216-95 “Guiding document”.

Для решения указанной проблемы предлагается низкочастотная вибрационная обработка корпусов судов, построенных в лекальных стендах, до их освобождения от закрепления.To solve this problem, a low-frequency vibration processing of the hulls of ships built in the patterned stands, until they are released from fixing.

Указанный технический результат достигается в способе стабилизации формы и размеров корпусов судов, при котором корпус судна закреплен в лекальном стенде и к обшивке палубы, над узлами пересечения ребер жесткости устанавливают вибровозбудитель так, чтобы ось вращения вибровозбудителя была направлена поперек обрабатываемого корпуса судна.The specified technical result is achieved in a method of stabilizing the shape and size of the hulls of the vessels, in which the hull of the vessel is fixed in the pattern stand and to the skin of the deck, vibration exciters are installed above the nodes of intersection of the stiffeners so that the axis of rotation of the exciter is directed across the vessel hull being processed.

Сущность изобретения поясняется следующими рисунками:The invention is illustrated by the following figures:

Фиг. 1 - Схема изготовления корпуса судна в стендах с лекальными обводами.FIG. 1 - Scheme of manufacturing a ship's hull in stands with patterned contours.

Фиг. 2- Схема поперечных сечений для расположения вибровозбудителя.FIG. 2- Scheme of cross sections for the location of the exciter.

Фиг. 3 - Схема перестановки вибровозбудителя по поперечному сечению.FIG. 3 - Diagram of permutation of the vibration exciter along the cross section.

Фиг. 4 - Технологический комплекс для низкочастотной виброобработки ВТУ-01М.FIG. 4 - Technological complex for low-frequency vibration processing VTU-01M.

Корпус судна 1 закрепляют в лекальном стенде 2. Затем в центре палубы 3, к обшивке в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости (ДП) устанавливают вибровозбудитель 4 так, чтобы ось вращения вибровозбудителя 4 была перпендикулярна ДП (фиг. 3 и фиг. 2).The hull of the vessel 1 is fixed in the pattern stand 2. Then, in the center of deck 3, vibration exciter 4 is installed to the lining at the intersection of the mid-frame plane and the diametrical plane (DP) so that the axis of rotation of the vibration exciter 4 is perpendicular to the DP (Fig. 3 and Fig. 2).

Далее проводят низкочастотную виброобработку на резонансной частоте в поз. 1 поперечного сечения А-А. НВО выполняют на двух-трех четко выраженных резонансных частотах, но не приводящих к перегрузке привода вибровозбудителя. Резонансные частоты определяются в процессе набора частоты колебаний вибровозбудителем. Длительность НВО на резонансной частоте завершается по показанию падения потребляемого тока амперметра, входящего в технологический комплекс для НВО.Next, conduct low-frequency vibration processing at a resonant frequency in pos. 1 cross section AA. HBO is performed at two or three clearly pronounced resonant frequencies, but not leading to overload of the exciter drive. Resonant frequencies are determined in the process of gaining vibration frequency by the exciter. The duration of the IEE at the resonant frequency ends by indicating the drop in the current consumption of the ammeter, which is part of the technological complex for IEE.

Затем вибровозбудитель 4 переставляют в поз. 2 и прикрепляют к обшивке над узлами пересечения ребер жесткости у борта судна 5 по поперечному сечению А-А и повторяют действия, проводимые в поз. 1 до показаний амперметра на падение потребляемого тока. Потом вибровозбудитель 4 переставляют в поз. 3 палубы судна и прикрепляют к обшивке над узлами пересечения ребер жесткости другого борта судна 5 поперечного сечения А-А и повторяют те же действия, что и в поз. 1 и поз. 2.Then the exciter 4 is rearranged in pos. 2 and attached to the skin over the nodes of intersection of the stiffeners at the side of the vessel 5 along the cross section AA and repeat the steps in pos. 1 to the ammeter readings for a drop in current consumption. Then the exciter 4 is rearranged in pos. 3 decks of the vessel and attach to the skin over the nodes of the intersection of the stiffeners of the other side of the vessel 5 of the cross section AA and repeat the same actions as in pos. 1 and pos. 2.

После проведения НВО во всех трех точках поперечного сечения А-А можно сделать вывод, что остаточное сварочное напряжение в зоне поперечного сечения А-А снижено.After conducting an IEE at all three points of the cross-section AA, we can conclude that the residual welding voltage in the zone of the cross-section AA is reduced.

Далее применяют такие же действия для поперечного сечения Б-Б по направлению к корме корпуса судна, потом для поперечного сечения В-В по направлению к носу корпуса судна. Расстояние между поперечными сечениями должно быть не более 5 м, что дает в итоге равномерное снижение напряжения по всему корпусу судна. После проведения НВО по всем поперечным сечениям корпуса судна снижается остаточное сварочное напряжение по всему корпусу, приводящее к снижению сварочных деформаций корпуса судна.Then apply the same actions for the cross-section BB in the direction of the stern of the hull, then for the cross-section BB in the direction of the bow of the hull. The distance between the cross sections should be no more than 5 m, which results in a uniform decrease in voltage throughout the ship's hull. After conducting an IEE in all cross sections of the ship's hull, the residual welding voltage throughout the hull is reduced, leading to a decrease in welding deformations of the ship's hull.

Для малых пассажирских судов и судов на подводных крыльях для уменьшения сварочных деформаций достаточно НВО по трем поперечным сечениям.For small passenger ships and hydrofoils, to reduce welding deformations, an HBO in three cross sections is sufficient.

В результате проведения испытаний заявленного способа НВО для корпусов судов, построенных в лекальных стендах, получены положительные результаты по снижению остаточных сварочных напряжений в корпусах судов. Для этого были проведены измерения отклонений формы и размеров корпусов судов после их высвобождения от закрепления к стенду.As a result of testing the inventive IEE method for ship hulls built in pieceboards, positive results were obtained on reducing residual welding stresses in ship hulls. To do this, measurements of deviations of the shape and size of the hulls after they were released from fastening to the stand were carried out.

Согласно результатам проведенных испытаний определено, что осуществление НВО только по одному центральному сечению для снижения сварочных деформаций всего корпуса судна недостаточно. Максимальное снижение остаточного напряжения при проведении НВО доходило до 60%. При этом с удалением от места установки вибровозбудителя эффективность снижения уменьшалась. Отмечено также, что при виброобработке на 2-3 резонансных частотах снижение остаточных напряжений более равномерное, чем при одной частоте обработки.According to the results of the tests, it was determined that the implementation of HBO on only one central section to reduce welding deformations of the entire hull is not enough. The maximum reduction in residual stress during an IEE reached 60%. At the same time, with the removal of the vibration exciter from the installation site, the reduction efficiency decreased. It was also noted that during vibration processing at 2-3 resonant frequencies, the decrease in residual stresses is more uniform than at a single processing frequency.

Таким образом, применение данного способа низкочастотной вибрационной обработки корпусов судов, изготовленных в стендах с лекальными обводами, позволит значительно уменьшить остаточные сварочные деформации в корпусах судов до высвобождения от закрепления к лекальному стенду, повысить точность конструктивных размеров и формы корпусов судов, а также снизить стоимость и трудоемкость работ процесса стабилизации.Thus, the use of this method of low-frequency vibration processing of ship hulls made in stands with circular contours will significantly reduce residual welding deformations in ship hulls before being released from fastening to the ship’s stand, increase the accuracy of the structural dimensions and shape of ship hulls, as well as reduce the cost and the complexity of the stabilization process.

Claims (1)

Способ низкочастотной вибрационной обработки корпуса судна, изготовленного в стенде с лекальными обводами по форме корпуса, включающий установку вибровозбудителя на обшивку палубы над узлами пересечения ребер жесткости корпуса судна, закрепленного в лекальном стенде, и проведение низкочастотной вибрационной обработки (НВО) на резонансной частоте в поперечных сечениях корпуса судна, расстояние между которыми не более 5 м, в трех точках каждого сечения, начиная с сечения, проходящего через центр судна в месте пересечения плоскости мидель-шпангоута и диаметральной плоскости, причем сначала вибровозбудитель устанавливают перпендикулярно диаметральной плоскости в центре палубы, далее переставляют к одному борту, а затем к другому, устанавливая его на обшивке над узлами пересечения ребер жесткости, после чего повторяют НВО в других поперечных сечениях, вначале расположенных по направлению к корме, а затем - к носу.A method of low-frequency vibration processing of a ship’s hull made in a stand with curved contours in the form of a hull, including installing a vibration exciter on the deck sheathing over the nodes of the intersection of the stiffeners of the ship’s hull fixed in the ship’s bench, and performing low-frequency vibration processing (HBO) at a resonant frequency in cross sections ship hulls, the distance between which is not more than 5 m, at three points of each section, starting from the section passing through the center of the vessel at the intersection of the midship plane b-frame and the diametrical plane, and first, the vibration exciter is installed perpendicular to the diametrical plane in the center of the deck, then rearranged to one side, and then to the other, installing it on the skin over the nodes of intersection of the stiffeners, after which the HBO is repeated in other cross sections, initially located towards the stern, and then towards the bow.
RU2015136228A 2015-08-26 2015-08-26 Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands RU2610194C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136228A RU2610194C1 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015136228A RU2610194C1 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610194C1 true RU2610194C1 (en) 2017-02-08

Family

ID=58457781

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015136228A RU2610194C1 (en) 2015-08-26 2015-08-26 Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610194C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823599A (en) * 1986-09-26 1989-04-25 Dietmar Schneider Method of operating a machine for the stress relief of workpieces by vibration
SU1733158A1 (en) * 1989-03-06 1992-05-15 Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения Method of straightening workpieces
RU2355546C2 (en) * 2007-05-31 2009-05-20 Тольяттинский государственный университет Facility for vibromechanical treatment
RU2443593C1 (en) * 2010-07-23 2012-02-27 Рафит Кумербаевич Тимербаев Method of straightening ship hull knuckle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4823599A (en) * 1986-09-26 1989-04-25 Dietmar Schneider Method of operating a machine for the stress relief of workpieces by vibration
SU1733158A1 (en) * 1989-03-06 1992-05-15 Центральный научно-исследовательский институт технологии судостроения Method of straightening workpieces
RU2355546C2 (en) * 2007-05-31 2009-05-20 Тольяттинский государственный университет Facility for vibromechanical treatment
RU2443593C1 (en) * 2010-07-23 2012-02-27 Рафит Кумербаевич Тимербаев Method of straightening ship hull knuckle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Fu et al. Microstructures and fatigue properties of electron beam welds with beam oscillation for heavy section TC4-DT alloy
US20080296433A1 (en) Lightweight structural component in particular for aircraft and method for its production
US20100148005A1 (en) Curved beam of fiber composite material
CN103264356A (en) Multi-needle type impacting head for ultrasonic impacting gun and design method of impacting head
RU2610194C1 (en) Way of stabilisation of shape and dimensions of hulls built in moulding stands
CN104588921B (en) A kind of plate sheet welding anti-deforming structure and process
JP5776488B2 (en) Steel deck for bridge
RU2610195C1 (en) Method of ship hulls shape and dimensions stabilization built by framework method
CN104084771B (en) The processing technology of the aluminium alloy thin-walled cylinder of destressing bullet curve shape
CN203343904U (en) Multi-pin impact head for ultrasonic impact gun
CN106275252A (en) A kind of installation method of boats and ships intermediate shaft system
CN109262154B (en) Manufacturing method of loose cable saddle
JP2017170467A (en) Welding method and manufacturing method of ship
CN102844147B (en) Ultrasonic peening method and floating building
Liu et al. Misalignment effect on stress concentration of thickness mismatched plate structures
JP2014233747A (en) Welding method of gusset plate
RU2652502C1 (en) Ship hull bulb bow
CN111037097A (en) 2A97 aluminum lithium alloy laser swing welding method
RU2010121623A (en) METHOD FOR PRODUCING Ribbed Panels, T-Bars and I-Beams
Nishijima et al. Development of manufacturing technologies for the ITER toroidal field coil: effort for precise manufacturing
CN104724251B (en) For the bilge well of ship
KR20130001806A (en) Flange bracket for vessel
EP1980486A1 (en) Method for assembling a waterborne ship hull and a device for carrying out said method
JP6188101B1 (en) Dissimilar metal fitting joint
Jiang et al. Experiment on different T-joint characteristics for laser-welded I-core galvanized steel sandwich plates