【摘要】：船體鋼板焊接縱梁時(shí)會(huì)產(chǎn)生垂直于縱梁長度方向的翹曲變形,影響船體表面的平整度和使用安全性。在傳統(tǒng)工藝中,通過人工烘烤鋼板背面消除焊接變形,效率低下且矯正效果難以控制。參照近年日本和韓國廣泛采用的自動(dòng)背燒機(jī),結(jié)合威海某船舶公司矯正鋼板焊接變形的具體要求,完成了磁鐵吸附倒垂式自動(dòng)背燒機(jī)的理論計(jì)算、溫度及應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分析和整機(jī)的設(shè)計(jì)與制造,對(duì)于提高船體鋼板焊接變形的矯正精度和效率具有較大的實(shí)際價(jià)值。根據(jù)火焰矯正工藝和自動(dòng)背燒機(jī)作業(yè)環(huán)境,提出由四輪小車、磁力吸附、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)、雙乙炔焊槍等組成的自動(dòng)背燒機(jī)整體方案,對(duì)四輪車體、懸掛磁鐵、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、烤槍夾具等進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,完成了自動(dòng)背燒機(jī)Solidwoks三維圖、二維裝配圖和零件圖的設(shè)計(jì)。利用ABAQUS有限元分析軟件及子程序DFLUX,選用雙橢球體熱源模型模擬乙炔火焰,對(duì)火焰溫度、加熱和冷卻時(shí)間對(duì)加熱區(qū)溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的影響規(guī)律進(jìn)行有限元分析,形成規(guī)律性的認(rèn)識(shí)。使用移動(dòng)雙橢球體熱源模型模擬移動(dòng)乙炔火焰,根據(jù)不同火焰溫度和移動(dòng)速度下的背燒溫度場(chǎng)和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)的有限元分析結(jié)果,提取鋼板的應(yīng)力應(yīng)變和翹曲變形量。使用Matlab對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理和歸納,擬合出表示鋼板背燒翹曲變形量與火焰溫度和移動(dòng)速度關(guān)系的計(jì)算公式,為確定自動(dòng)背燒機(jī)的作業(yè)參數(shù)提供理論依據(jù)。設(shè)計(jì)自動(dòng)背燒機(jī)控制系統(tǒng)軟硬件,完成了機(jī)械零件加工、元器件采購、機(jī)械裝配、電路連接和整機(jī)調(diào)試。針對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)船體鋼板不同的焊接變形,使用擬合公式結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),確定火焰溫度和小車移動(dòng)速度。變形鋼板的矯正結(jié)果表明鋼板的平整度滿足工藝要求,矯正效率是人工矯正的3-5倍。證明所做的理論分析和仿真結(jié)果是正確的,所研制的自動(dòng)背燒機(jī)可用于變形鋼板的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)矯正作業(yè)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U671.8

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本文編號(hào)：2569675