【摘要】：金屬板材的加工成形是船舶,汽車(chē),航天工業(yè)中至關(guān)重要的一環(huán)。隨著我國(guó)提出“中國(guó)智造2025”,船舶制造業(yè)也需要與時(shí)俱進(jìn),對(duì)現(xiàn)有的工藝和加工環(huán)節(jié)進(jìn)行一定的革新。目前,船舶行業(yè)對(duì)金屬板材的加工一般采用的辦法是水火彎板。而對(duì)水火彎板的研究則一般都是圍繞中厚度的曲面鋼板展開(kāi)的,對(duì)于較厚鋼板的水火加工研究則較少�；诖�,本文提出了利用螺旋加熱對(duì)較厚鋼板進(jìn)行加工的思路,并對(duì)螺旋加熱的成形參數(shù)和關(guān)系模型進(jìn)行了一定的研究。之后,還利用多元回歸方程和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法建立了螺旋加熱的關(guān)系模型,該關(guān)系模型可以用于預(yù)報(bào)螺旋加熱的成形效果。對(duì)于螺旋加熱的成形參數(shù)研究,本文利用ANSYS有限元分析軟件,對(duì)螺旋加熱厚板這一過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,提出了螺旋加熱時(shí)主要需要考慮的加工工藝參數(shù),并通過(guò)總結(jié)歸納大量的ANSYS螺旋加熱仿真案例,研究了螺旋加熱對(duì)水火彎板溫度場(chǎng)和變形場(chǎng)的影響,分別討論了加熱縱向速度,螺旋運(yùn)動(dòng)角速度,螺旋運(yùn)動(dòng)半徑和板厚對(duì)板面最高溫度,加熱深度,收縮量,角變形的影響,最后通過(guò)正交試驗(yàn)的辦法確認(rèn)了各個(gè)工藝參數(shù)對(duì)加工結(jié)果的影響顯著程度。對(duì)于關(guān)系模型的確定,本文在研究了螺旋加熱并累積了較多的ANSYS仿真計(jì)算案例的基礎(chǔ)上,利用多元回歸方程和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分別確定了加熱速度,螺旋運(yùn)動(dòng)半徑和板厚與鋼板收縮量之間的關(guān)系,從而可以對(duì)螺旋加熱所產(chǎn)生的收縮量進(jìn)行預(yù)報(bào),同時(shí)還探究了如何利用預(yù)報(bào)模型選用加工時(shí)的螺旋加熱工藝參數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：U671
【圖文】：

（1）加熱位置的局部集中性水火彎板依靠的是鋼板局部升溫產(chǎn)生的熱應(yīng)力和熱應(yīng)變?cè)斐烧w鋼板變形，這也就是說(shuō)，區(qū)別于大火加熱，水火彎板的加熱并不是整體的，而是沿表面和厚度方向極度不均勻的。只有在熱源作用的區(qū)域鋼板溫度才會(huì)很高，在其他區(qū)域鋼板的溫度并不高。（2）熱過(guò)程的瞬時(shí)性在水火彎板的加工過(guò)程中，熱源和火焰是高度集中的，這將會(huì)在短時(shí)間內(nèi)把大量的熱量傳遞給待加工的鋼板，鋼板加熱區(qū)域的溫度梯度會(huì)因此變得非常大。（3）熱源的運(yùn)動(dòng)性水火彎板加工過(guò)程中，熱源是移動(dòng)的，移動(dòng)的熱源會(huì)對(duì)鋼板的不同區(qū)域進(jìn)行加熱，并使鋼板形成不均勻的溫度場(chǎng)。不均勻的溫度場(chǎng)會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)力和熱應(yīng)變的產(chǎn)生，從而最終使鋼板變形。（4）工藝方法的特殊性[5]水火彎板加工時(shí)的移動(dòng)路線，冷卻方式都是視具體情況而不同的，這些特殊性會(huì)使得被加工的金屬板的溫度分布更加復(fù)雜，從而大大增加了研究工作的難度。

圖 1-2.韓國(guó)漢城大學(xué) iCALM 自動(dòng)水火彎板加工系統(tǒng)Fig 1-2. Line heating automatic system(iCalm) of Seoul National Univertsity日本大阪大學(xué)的科研人員和相關(guān)船舶企業(yè)合作，共同研制了“Linnematic system IHI-a”并已投入實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用了[25]。該系統(tǒng)可以直接定義成的鋼板曲面形狀，并求出該形狀和待加工鋼板之間的差值，通過(guò)該差向推導(dǎo)出加工時(shí)所需要的各項(xiàng)工藝參數(shù)的大小，并自動(dòng)確定加工時(shí)的路通過(guò)多年不斷地研究和改進(jìn)，目前該系統(tǒng)已經(jīng)有了三個(gè)版本，第一個(gè)版

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蔣立軍;張旭堂;張廣玉;;基于面積分布算子的三維模型檢索算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2012年12期

2 嚴(yán)國(guó)彪;劉斌;;一種基于能量模型的曲面展開(kāi)改進(jìn)算法[J];華僑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年02期

3 王忠強(qiáng);劉玉君;汪驥;鄧燕萍;韋智元;;船體艏艉板水火加工主要變形影響參數(shù)及規(guī)律研究[J];造船技術(shù);2009年04期

4 陳功;周來(lái)水;安魯陵;詹雯;;一種通用的復(fù)雜曲面展開(kāi)方法研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2007年24期

5 向祖權(quán),王呈方;水火彎板線位移的視覺(jué)測(cè)量方法[J];船海工程;2002年06期

6 董大栓,柳存根,譚家華;水火彎板計(jì)算中高斯分布熱源模型各參數(shù)的實(shí)驗(yàn)確定[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2001年10期

7 紀(jì)卓尚,劉玉君;船體曲面鋼板加工技術(shù)研究和展望[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);2001年05期

8 劉玉君,張迪夫,紀(jì)卓尚,戴寅生;基于BP網(wǎng)絡(luò)的水火彎板局部收縮量建模研究[J];大連理工大學(xué)學(xué)報(bào);1999年06期

9 劉玉君,雷云天,紀(jì)卓尚,戴寅生;鋼板水火加工變形主要參數(shù)實(shí)驗(yàn)分析[J];船舶工程;1998年06期

10 毛昕;曲面片的可展度及其最佳展開(kāi)基點(diǎn)[J];工程圖學(xué)學(xué)報(bào);1998年02期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 汪驥;水火彎板自動(dòng)化加工工藝的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前4條

1 王英爽;三維輥壓成形有限元建模及工藝分析[D];北方工業(yè)大學(xué);2014年

2 張安超;水火彎板關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2011年

3 倪正銀;冷彎成型過(guò)程的有限元數(shù)值模擬[D];山東大學(xué);2010年

4 儲(chǔ)樂(lè)平;感應(yīng)加熱磁熱耦合場(chǎng)數(shù)值模擬及溫度回歸分析[D];大連理工大學(xué);2004年

本文編號(hào)：2725415