[发明专利]大节段钢箱梁制造中温度效应引起的变形误差控制方法

权利要求书

1.大节段钢箱梁制造中温度效应引起的变形误差控制方法，所述大节段钢箱梁由若干节小节段钢箱梁焊接组成，所述小节段钢箱梁由若干板材拼接组成，在所述若干板材中包括顶部板材和底部板材；顶部板材的表面和所述底部板材的表面均需焊接若干条U型肋；其特征在于，所述变形误差控制方法包括：

分别对所述顶部板材的模型和所述底部板材的模型进行U型肋焊接状态下的有限元分析，确定U型肋焊接状态下所述顶部板材横向各点的模拟纵向变化量以及U型肋焊接状态下所述底部板材横向各点的模拟纵向变化量；所述模拟纵向变化量为板材在所述U型肋延伸方向上的变化量；所述横向为垂直于所述U型肋延伸方向的方向；

根据U型肋焊接状态下所述顶部板材横向各点的模拟纵向变化量和U型肋焊接状态下所述底部板材横向各点的模拟纵向变化量，确定所述顶部板材的纵向尺寸和所述底部板材的纵向尺寸，得到所述顶部板材的模拟纵向尺寸和所述底部板材的模拟纵向尺寸；所述顶部板材的模拟纵向尺寸和所述底部板材的模拟纵向尺寸分别用于指导实际中对顶部板材和底部板材的切割，以使在完成U型肋焊接后所述顶部板材或所述底部板材的纵向尺寸达到预设尺寸；

针对任一板材，根据基准拼接温度下所述板材的尺寸、所述板材的线膨胀系数和实际拼接温度与所述基准拼接温度的变化量，确定实际拼接温度下所述板材的尺寸变化量，得到所述板材的模拟尺寸变化量；

根据所述板材的模拟尺寸变化量，确定在实际拼接温度下所述板材端部的坐标变化量，再根据在实际拼接温度下所述板材端部的坐标变化量以及在基准拼接温度下所述板材端部的坐标，得到在实际拼接温度下所述板材端部的模拟坐标；所述板材端部的模拟坐标用于在对所述板材进行拼接时指导所述板材端部的位置，以使所述板材的端部与下一个板材的起点精准拼接；

建立相邻两个小节段钢箱梁焊接状态下的有限元模型，根据实际焊接工序，进行有限元分析，确定两个所述小节段钢箱梁之间的顶部夹缝变化量和底部夹缝变化量，得到两个所述小节段钢箱梁之间的模拟顶部夹缝变化量和模拟底部夹缝变化量；

根据模拟顶部夹缝变化量和模拟底部夹缝变化量，确定模拟顶部夹缝变化量和模拟底部夹缝变化量的差值，得到模拟夹缝变化量差值；

根据所述模拟夹缝变化量差值，对两个所述小节段钢箱梁接触端的顶部板材的尺寸进行修正，得到两个所述小节段钢箱梁各自的模拟顶部板材尺寸；所述小节段钢箱梁的模拟顶部板材尺寸用于指导对所述小节段钢箱梁的裁剪，以使实际完成焊接后的小节段钢箱梁中顶部板材的长度与底部板材的长度相同。

2.根据权利要求1所述的变形误差控制方法，其特征在于，采用以下公式确定所述顶部板材横向各点的模拟纵向变化量：

其中，f(x)为所述顶部板材横向各点的模拟纵向变化量分布，x为所述顶部板材横向上任意一点，a为所述U型肋的横向间隔，A₀、A₁、A₂、A₃、B₀、B₁、B₂、B₃、C₀、C₁、C₂、C₃为拟合系数；U型肋中心线处为起点0，所述纵向变化量沿所述U型肋中心线对称分布。