本文關(guān)鍵詞：鋼板移動式感應(yīng)加熱水火彎板工藝的研究

  更多相關(guān)文章： 船舶工程 外板成型 水火彎板 感應(yīng)加熱 數(shù)值模擬

【摘要】：在船廠,通常采用氣體火焰(氧乙炔等)為熱源的水火彎板工藝完成船舶雙曲率外板的成型作業(yè)。水火彎板工藝?yán)娩摬臒崦浝淇s的原理,使鋼材產(chǎn)生殘余塑性變形達(dá)到鋼板彎曲變形的目的。氣體火焰熱源存在加熱效率低,可重復(fù)性差,不利于自動化操作等缺點。而感應(yīng)加熱在以上方面均表現(xiàn)出其獨特的優(yōu)勢。隨著感應(yīng)熱源技術(shù)的不斷成熟,感應(yīng)加熱水火彎板工藝得到越來越多學(xué)者的關(guān)注。為了實現(xiàn)雙曲率外板感應(yīng)加熱過程自動化,得到感應(yīng)加熱工藝參數(shù)與鋼板變形的數(shù)學(xué)模型。本文針對鋼板移動式感應(yīng)加熱水火彎板工藝問題,依據(jù)ANSYS有限元分析軟件,采用節(jié)點耦合約束技術(shù),建立了鋼板移動式感應(yīng)加熱的電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)值模型,研究多場耦合條件下鋼板的溫度和變形機理,并利用鋼板感應(yīng)加熱實驗驗證了數(shù)值模型的有效性。然后,在帆型板移動式感應(yīng)加熱的工藝研究中,為了克服感應(yīng)加熱的端部效應(yīng)給鋼板端部收縮變形帶來的不利影響,分別提出了感應(yīng)器出鋼板板邊與鋼板端部三角加熱的端部成型工藝。兩種加熱工藝?yán)枚瞬啃?yīng)下的外擴渦流,擴大鋼板端部的加熱面積,增加鋼板端部橫向收縮量。實驗測量數(shù)據(jù)與數(shù)值分析結(jié)果均說明這兩種加熱工藝方式均能有效地減小端部效應(yīng)對鋼板端部收縮變形的影響,能夠有效地滿足船廠帆形板的成型要求。在鞍形板移動式感應(yīng)加熱的工藝研究中,提出了鞍形板移動式感應(yīng)加熱的電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)值模型,分析了鞍形板感應(yīng)加熱過程中的渦流特征,變形分布。最后,在上述研究的基礎(chǔ)上,提出了輥彎板移動式感應(yīng)加熱局部變形的簡化計算模型。依據(jù)帆形板和鞍形板移動式多場耦合數(shù)值模型,引入熱影響區(qū)的概念,建立了熱影響區(qū)特征參數(shù)與感應(yīng)加熱工藝參數(shù)之間函數(shù)關(guān)系。然后分別提出帆形板、鞍形板的變形數(shù)學(xué)模型,建立起鋼板橫向收縮量與熱影響區(qū)特征參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。以熱影響區(qū)特征參數(shù)為紐帶,建立起輥彎板橫向收縮量與工藝參數(shù)之間的數(shù)學(xué)模型,為下一步輥彎板感應(yīng)加熱水火彎板成型工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：船舶工程 外板成型 水火彎板 感應(yīng)加熱 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U671.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-23
• 1.1 研究背景和意義9-12
• 1.2 船體板感應(yīng)加熱的研究現(xiàn)狀12-19
• 1.2.1 感應(yīng)加熱的溫度場分析13-15
• 1.2.2 感應(yīng)加熱的變形分析15-19
• 1.3 本文的主要工作19-23
• 2 鋼板移動式感應(yīng)加熱電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合的有限元模型23-55
• 2.1 鋼板感應(yīng)加熱原理23-28
• 2.1.1 感應(yīng)加熱理論23-26
• 2.1.2 溫度場理論26-27
• 2.1.3 結(jié)構(gòu)變形理論27-28
• 2.2 鋼板移動式感應(yīng)加熱多場耦合數(shù)值模型28-32
• 2.3 鋼板移動式感應(yīng)加熱實驗32-42
• 2.3.1 實驗設(shè)備32-34
• 2.3.2 實驗布置34-36
• 2.3.3 結(jié)果與討論36-42
• 2.4 工藝參數(shù)分析與橫向收縮變形預(yù)測42-54
• 2.4.1 鋼板感應(yīng)加熱的正交試驗設(shè)計42-45
• 2.4.2 鋼板感應(yīng)加熱影響因素的數(shù)值分析45-52
• 2.4.3 橫向收縮量回歸模型及預(yù)測52-54
• 2.5 小結(jié)54-55
• 3 帆形板移動式感應(yīng)加熱的工藝研究55-76
• 3.1 感應(yīng)加熱出板邊的加熱工藝55-63
• 3.1.1 感應(yīng)器出板邊的感應(yīng)加熱實驗55-59
• 3.1.2 感應(yīng)器出板邊的數(shù)值分析59-63
• 3.2 帆形板移動式三角感應(yīng)加熱工藝63-75
• 3.2.1 帆形板的移動式電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)值模型64-65
• 3.2.2 三角感應(yīng)加熱工藝65-66
• 3.2.3 三角加熱的數(shù)值實驗分析66-70
• 3.2.4 帆形板三角移動式感應(yīng)加熱工藝參數(shù)的分析70-75
• 3.3 小結(jié)75-76
• 4 鞍形板移動式感應(yīng)加熱的工藝研究76-86
• 4.1 鞍形板的移動式電磁-熱-結(jié)構(gòu)耦合的數(shù)值模型76-79
• 4.2 鞍形板的感應(yīng)加熱實驗79-80
• 4.3 鞍形板的感應(yīng)加熱數(shù)值分析80-81
• 4.4 鞍形板移動式感應(yīng)加熱工藝參數(shù)的分析81-85
• 4.4.1 鞍形板加熱線中心處溫度變化規(guī)律81-84
• 4.4.2 鞍形板橫向收縮量變化規(guī)律84-85
• 4.5 小結(jié)85-86
• 5 輥彎板移動式感應(yīng)加熱局部變形的簡化計算模型86-100
• 5.1 熱影響區(qū)的建立86-90
• 5.1.1 帆形板熱影響區(qū)的建立87-89
• 5.1.2 鞍形板熱影響區(qū)的建立89-90
• 5.2 橫向收縮變形量的簡化計算力學(xué)模型90-98
• 5.2.1 帆形板簡化計算模型90-95
• 5.2.2 鞍形板簡化計算模型95-98
• 5.3 小結(jié)98-100
• 6 總結(jié)與展望100-102
• 6.1 工作總結(jié)100-101
• 6.2 展望101-102
• 參考文獻102-106
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況106-107
• 致謝107-108

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 滕國杰;感應(yīng)加熱的端部效應(yīng)分析[J];電爐;1984年01期

，

本文編號：665046