本文關(guān)鍵詞：跟蹤水冷Q345D鋼板高頻感應(yīng)加熱成形有限元建模及模擬研究

  更多相關(guān)文章： APDL 本構(gòu)方程 跟蹤水冷 高頻感應(yīng)加熱 彎板成形

【摘要】：隨著科技的進(jìn)步和綜合國力的顯著提升,各產(chǎn)業(yè)對(duì)材料成形的要求也越來越高。特別是在船舶彎板制造過程中更是要求產(chǎn)品要高質(zhì)高效低成本。由于水火彎板成形在工藝上的瓶頸和短板,傳統(tǒng)的水火彎板熱應(yīng)力成形方法將不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求,而由高頻感應(yīng)加熱的船板熱應(yīng)力成形技術(shù)逐步代替,由于船舶彎板制造中采用高頻感應(yīng)加熱的工藝無論在其加熱效率還是自動(dòng)化控制等方面的明顯優(yōu)勢(shì)。因此該工藝受到了國內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。本文首先將自制用于彎板成形鋼板的拉伸試樣,對(duì)溫度在23℃-1000℃,應(yīng)變速率分別為0.0011S--0.11S-的試樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn),通過ORIGIN處理獲得材料的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線,得出材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬化指數(shù)、強(qiáng)度系數(shù)以及應(yīng)變速率敏感系數(shù),并建立基于溫度和應(yīng)變速率的本構(gòu)方程。將獲得的本構(gòu)方程導(dǎo)入ANSYS中,利用APDL編程語言建立基于跟蹤水冷高頻感應(yīng)移動(dòng)加熱模擬分析的多物理場(chǎng)耦合的三維有限元模型,實(shí)現(xiàn)其電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)多物理場(chǎng)的耦合計(jì)算。進(jìn)一步運(yùn)用APDL程序?qū)Ρ妊芯靠諝庾匀焕鋮s和跟蹤水冷卻對(duì)彎板高頻感應(yīng)加熱成形的影響,分析不同冷卻方式下彎板的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化情況。利用驗(yàn)證過的APDL程序,批量改變程序中移動(dòng)加熱線圈的速度和加熱功率等參數(shù),研究加熱線圈不同移動(dòng)速度和加熱功率對(duì)彎板彎曲角度和曲率半徑的影響。結(jié)果表明,彎板高頻感應(yīng)熱應(yīng)力成形過程中,工藝參數(shù)對(duì)彎板的成形影響是非線性的。通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理,選取大量工藝參數(shù)做進(jìn)一步細(xì)化的模擬分析,研究單道次下彎板高頻感應(yīng)熱應(yīng)力成形中彎曲角度、曲率半徑和工藝參數(shù)的函數(shù)關(guān)系并求解最優(yōu)工藝參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：APDL 本構(gòu)方程 跟蹤水冷 高頻感應(yīng)加熱 彎板成形
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U671.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 緒論8-22
• 1.1 引言8-10
• 1.2 高頻感應(yīng)加熱成形的理論基礎(chǔ)10-13
• 1.2.1 焦耳熱效應(yīng)10-11
• 1.2.2 磁滯損耗效應(yīng)11
• 1.2.3 渦流分布與集膚效應(yīng)11-13
• 1.3 高頻感應(yīng)加熱有限元算法13-17
• 1.3.1 電磁場(chǎng)基本理論13-15
• 1.3.2 熱分析基本理論15-16
• 1.3.3 耦合場(chǎng)分析基本理論16-17
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-20
• 1.5 研究?jī)?nèi)容20-22
• 第二章 Q345D船板中、高溫本構(gòu)方程研究22-34
• 2.1 前言22
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)方案22-24
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料及試樣準(zhǔn)備22-23
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備23
• 2.2.3 研究方案23-24
• 2.3 結(jié)果分析24-31
• 2.3.1 力學(xué)性能分析24-29
• 2.3.2 本構(gòu)方程29-31
• 2.4 本構(gòu)方程的驗(yàn)證31-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第三章 跟蹤水冷高頻感應(yīng)彎板成形三維移動(dòng)有限元建模研究34-42
• 3.1 前言34
• 3.2 模擬模型34-39
• 3.2.1 材料參數(shù)的確定34-35
• 3.2.2 移動(dòng)加熱線圈的簡(jiǎn)化35-36
• 3.2.3 單元選擇定義及網(wǎng)格劃分36-37
• 3.2.4 電磁-熱-力多物理場(chǎng)耦合的實(shí)現(xiàn)37-38
• 3.2.5 約束和邊界條件38-39
• 3.3 跟蹤水冷對(duì)高頻感應(yīng)加熱彎板成形影響分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 跟蹤水冷高頻感應(yīng)彎板成形三維移動(dòng)有限元模擬研究42-56
• 4.1 前言42
• 4.2 線圈移動(dòng)速率對(duì)彎板成形的影響42-48
• 4.2.1 模擬方案制定42-43
• 4.2.2 模擬結(jié)果分析43-48
• 4.3 線圈加熱功率對(duì)彎板成形的影響48-53
• 4.3.1 模擬方案制定48
• 4.3.2 模擬結(jié)果分析48-53
• 4.4 多道次高頻感應(yīng)加熱對(duì)彎板成形的影響53-55
• 4.4.1 模擬方案制定53
• 4.4.2 模擬結(jié)果分析53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 第五章 跟蹤水冷高頻感應(yīng)彎板成形目標(biāo)與工藝參數(shù)函數(shù)分析56-64
• 5.1 前言56
• 5.2 模擬方案56-57
• 5.3 工藝參數(shù)與彎曲角度的分析57-60
• 5.3.1 彎曲角度模擬結(jié)果57-58
• 5.3.2 彎曲角度數(shù)據(jù)表58
• 5.3.3 各工藝參數(shù)和彎曲角度的函數(shù)擬合58-60
• 5.4 工藝參數(shù)與曲率半徑的分析60-63
• 5.4.1 曲率半徑模擬結(jié)果60-61
• 5.4.2 曲率半徑數(shù)據(jù)表61-62
• 5.4.3 各工藝參數(shù)和曲率半徑的函數(shù)擬合62-63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 第六章 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 展望65-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論著及取得的科研成果71

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本文編號(hào)：609912