海洋平台桩腿齿条板承载着整个平台重量和周围载荷,是海洋平台最重要的核心部件,桩腿板材切割残余应力、应变的存在会影响后续的焊接质量,降低结构强度,甚至产生裂纹扩展的隐患,这对整个平台制造都不利。本论文基于江苏省研究生创新计划项目,研究高强度大厚度桩腿板材切割工艺中的残余应力应变大小、分布规律,以及切割残余应力对后续焊接的影响,对海洋平台整体工艺制造具有实际意义。本论文阐述了热弹塑性有限元基本理论,对齿条板的切割工艺进行了相关分析研究,利用ANSYS有限元软件对桩腿板材预热进行了数值模拟。利用温度场叠加原理,引入厚度修正系数,建立合适的氧气切割厚板双热源温度场模型。研究平板氧乙炔切割数值模拟的温度场以及应力应变场,得到平板切割数值模拟结果与实验数据对比,对文中所选热源模型的进行验证。建立齿条板的氧乙炔切割数值模拟模型,分析结果的应力应变规律。最后为了分析切割残余应力对后续桩腿齿条板焊接工艺的影响,建立了齿条板与半圆管的焊接数值模型以及齿条板的对接焊的数值模型,为了贴合实际,大厚度板模型的焊缝采用多层多道焊。通过计算分析,得到了NV E690一些新的高温热物理性能参数如电阻率,磁导率等,并对桩腿板材预热的重要性做了说明,使用碳当量计算公式并结合现场工艺确定了NV E690板材切割选用整体预热,预热温度为220℃,桩腿齿条板焊接时采用局部预热,预热温度为150℃左右。利用有限元分析软件对桩腿平板切割进行数值模拟,得到的结果与实验数据进行对比,验证了热源模型的可行性,得到了大厚度工件最佳修正系数,提出的热源模型可应用在大厚度板上。通过对桩腿齿条板切割数值模拟得到了桩腿齿条板切割后的应力应变分布规律。接着对比分析是否消除桩腿齿条板切割残余应力,得到了桩腿板材没有消除切割残余应力对后续焊接工艺影响较大,而且桩腿齿条板与半圆管的焊接部位、桩腿齿条板的齿根部位的应力、应变值变化最大,这将对整个工件性能都有不利影响,最后对桩腿齿条板的对接焊接做了数值模拟分析,没有消除焊接残余应力的焊接部位应力应变值变化很大。高强度大厚度桩腿板材工艺力学数值模拟研究不仅再现了实际桩腿板材切割、焊接工艺过程,而且对桩腿板材工艺制造提供一定数据理论支持。