水火弯板梯形加热变形机理研究

水火弯板热成形方法通过对钢板的加热和冷却来实现板的变形,达到符合要求的曲面形状,是目前国内外主流船体外板加工方式。梯形加热是一种新型的加工方式,本质上属于收边加热,是收边加热工艺当中板边加热面积最大的一种成形方式,成形效果好。基于Ansys有限元仿真软件,在单加热线和"双重"加热线研究的基础上,对梯形加热的温度场和变形场进行研究,得出一系列温度场和变形场的计算结果,为预测梯形加热工艺的变形和将来实现水火弯板自动化加工奠定一定的研究基础。     

基于插补原理的船体复杂曲面加热线布置方法

船体曲面成形技术是船舶加工过程中重要的环节。如何更好更快实现船体复杂曲面加工,一致以来备受国内外学者的关注。本文借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行了优化设计,得到了圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板的加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析四种加热线下钢板变形情况,并通过实验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明：(1)插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约75%以上。(2)对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致。(3)实验了四种曲面加热线,并将有限元预测位移与实验进行对比,二者误差在6%以内,有限元计算与实验结果基本吻合。该方法降低加工时间,提高加工效率。     

船体艏艉板水火加工主要变形影响参数及规律研究

加热线间距是艏艉板水火加工成形的一个重要变形影响参数。随着加热线间距减小，将引起相邻温度场之间的复杂耦合，导致对局部变形产生较大影响。运用ANSYS有限元分析软件，对船体艏艉外板水火加工过程进行了数值模拟，分析了加热线间距对局部收缩量的影响规律。并通过实验验证了计算结果的可靠性。     

基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法

水火弯板是船体双曲度外板的主要成形方法,它可以作为外板展开的逆过程来考虑.通过计算外板展开所产生的变形量来确定水火弯板的加工工艺参数.本文提出了一种基于伪直母线的船体曲面钢板展开方法.该方法运用等距曲面的性质分析曲面钢板展开的角变形量计算,通过伪直母线的区域划分算法给出了线变形量的计算.通过实板展开算例表明,该方法是一种同时考虑角变形量和线变形量的准确计算船体曲面钢板展开的有效方法.     

多加热线对钢板感应加热变形的影响

在船体曲面板的水火弯板工艺中,钢板表面一般布置有多条加热线,然而,加热线间距对于钢板变形的影响一直是该工艺的研究难点.为此,以2条平行加热线的钢板感应加热变形为研究对象,采用试验和数值计算相结合的方法,研究加热线间距对于钢板变形的影响.结果 表明,当加热线间距大于200 mm时,加热线之间的相互影响可以忽略.     

材料热物理性能对高频感应船体曲面弯板成型的影响研究

基于高频感应加热原理,建立了船体曲面高频感应弯板成型的圆形高斯加热热源模型。通过不同加热速度下参考点温度的模拟计算值和试验测量值的对比,验证了该热源模型的可靠性。研究了板材热物理性能参数中导热系数及线膨胀系数对船体曲面弯板成型的影响。这些结果表明,横向收缩变形主要取决于导热系数在高温区的取值,横向角变形则取决导热系数在低温区的取值;随着低温区材料线膨胀系数的增大,横向收缩和横向角变形也逐渐增大。     

三维曲面船体外板数学展开方法研究

为了实现船体外板展开的自动化以及对展开精度的控制,在手工撑线法展开船体外板的理论基础上,提出一种三维船体曲面外板展开的新方法——小曲面三角形法。介绍三角形法展开船体外板的机理,理论分析三角形法展开船体外板的可靠性与精度,利用TRIBON软件产生的外板数据,对其进行三角形法展开,将得到的结果与TRIBON生成的船体外板展开图进行对比,验证三角形法的可靠性与精度。     

基于高频感应加热的船用钢板材弯曲成形

在船舶建造过程中,高频感应加热是实现船体板材高效高精度弯曲成形的重要方法。首先采用25 kW新型高频感应加热设备,进行不同感应加热过程及工艺的试验,得到典型弯曲形式的船体外板(马鞍型和帆型)。同时,采用三坐标定位仪进行面外弯曲变形的测量和曲面重构,得到试验板材面外弯曲变形的分布和数值。通过热-弹-塑性有限元分析与弹性有限元分析两种方法,计算预测板材在高频感应加热作用下的面外弯曲变形,两种数值方法预测的板材面外弯曲变形趋势和数值与测量结果比较吻合,且在弹性有限元分析中,计算机资源消耗少,计算结果精度高。     

基于高频感应加热的船用钢板材弯曲成形

在船舶建造过程中,高频感应加热是实现船体板材高效高精度弯曲成形的重要方法。本文首先采用25KW新型高频感应加热设备,进行不同感应加热过程及工艺的实验,得到典型弯曲形式的船体外板（马鞍型和帆型）。同时,采用三坐标定位仪进行面外弯曲变形的测量和曲面重构,得到实验板材面外弯曲变形的分布和数值。通过热-弹-塑性有限元分析与弹性有限元分析两种方法,计算预测板材在高频感应加热作用下的面外弯曲变形;两种数值方法预测的板材面外弯曲变形趋势和数值与测量结果比较吻合,且在弹性有限元分析中,计算机资源消耗少,计算结果精度高。     

船体曲板热成型工艺方法研究综述

船体曲板加工成型是船舶建造过程中的一个重要的环节。热成型仍然是大型商用船舶船体曲板加工的主流工艺手段。对船体曲板热成型工艺相关文献进行了系统回顾。国内外学者在船体曲板热成型工艺的成型过程、热源方式、温度场变形场分析、火路布置决策和板材测量等方面作了详尽的研究。但在加热参数与温度场和变形场控制方面仍不够全面细致,在热成型装备自动化方面依然存在很多问题亟待解决。可为相关研究人员提供参考和借鉴。     

微机船体建造系统通过技术评审

微机船体建造系统(以下简称“系统”)技术评审,于1987年5月在安徽省芜湖市顺利通过. 该“系统”是由芜湖造船厂和中船总公司应用软件开发中心联合研制的. 该系统是建立在IBM-PC/XT微机及其兼容机上的一个应用软件集成系统.整个系统包括型线光顺子系统、外板展开子系统和结构计算子系统三大部分.系统的主要功能是完成船体型线光顺(含艏艉柱光顺处理)、外板展开、船体结构零件生成和套料,以及提供光顺的船体理论站线型值和型线图、肋骨型值表和肋骨型线图、外板号料图、外板与结构零件套料图以及数控切割纸带等.     

按最佳展开宽度进行船体外板展开计算

本文提出了以最佳的展开宽度进行船体外板展开计算的方法。该方法计入了船体内部结构与外板交线的计算,并考虑了内部结构线与纵向焊缝之间的关系,使之符合钢质海船建造规范的要求。计算结果提供外板展开后的简易图形及其有用数据。     

水火弯板线变形和工艺参数关系数学建模研究

采用数值模拟技术获得帆形船体板纵向收缩成形的工艺参数与变形关系的数据,用统计回归方法进行了变形预测的建模和预报,对实际的船体板进行工艺参数计算并且和船厂相应的软件系统的结果进行对比,结果表明本文的回归模型生成的总体加热信息与船厂的计算结果的误差在误差允许范围内,本文回归模型提供的工艺参数是可行的。     

船体结构火工矫正工艺热弹塑性分析

在对船体结构火工矫正工艺的温度场进行数值分析的基础上,进而对火工矫正工艺的热弹塑性进行了分析,并对板厚及加热速度对残余应力及变形的影响做了研讨.     

船体外板水平截面展开方法研究

应用空间解析几何坐标转换方法建立船体外板局部坐标系,选取外板展开准线,并由参数样条插值和参数样条曲线拟合方法得到准线方程以及各水平截面与外板的交线,从而求得水平截面展开曲线的拱高和交线的实长,最后根据拱高、交线实长和准线展开线得到外板平面展开形状,并为船体生产加工提供外板展开数据,建立了一种基于水平截面的船体外板展开方法.通过实船设计和生产建造的检验,该方法计算结果可以应用于实际生产.     

电磁力辅助线加热成形的加工温度优化分析

在船体外板线加热成形的过程中,利用电磁力促进钢板成形,可以提高钢板的成形效率和成形精度,此方法称为电磁力辅助线加热成形工艺.采用数值仿真手段对这种新工艺进行分析,在建立多物理场耦合的三维有限元模型的基础上进行模拟计算,研究了钢板表面温度对电磁力辅助钢板成形效果的影响,并对电磁力的辅助成形效果和钢板表面温度之间的关系进行了优化分析.     

船体建造系统HCS3.0

由中国船舶工业应用软件开发中心研制的“船体建造系统HCS3.0”是在微机上研制开发和运行的造船应用软件,它由船体型线光顺、外板展开、结构线定义和生成、板材结构零件生成、零件套料和数控切割代码生成等五大部分组成。     

船体外板水火成形焰道布置算法研究

船体外板水火加工成形自动化研究过程中,焰道布置是一项重要的组成部分。通过对船体加工外板和目标外板形状研究,对其对应特征点的弦距线进行匹配,确定外板水火成形加工焰道布置路线。经过实验验证,该匹配算法确定的加工焰道布置和人工确定的相比,其误差较小。     

船体外板水火成型工艺参数预报系统设计与实现

为解决船体双曲度外板水火加工成型自动化问题,设计了船体外板水火成型工艺参数预报系统,并得以实现.该系统针对船体外板的设计和生产加工需要,设计了船体外板精确展开计算、水火弯板变形规律数学模型、船体外板水火加工焰道布置优化,船体外板加工用见通数据计算、与Tribon系统的集成连接、系统工程数据库等功能模块,根据系统结构设计流程,应用Visual Basic6.0软件开发了船体外板水火成型工艺参数预报系统.     

船体外板短程线展开法

用数学方法展开船体外板,是数学放样的重要组成部分。我们两个单位共同组成的船体数学放样三结合研究小组,于1974年编制了“短程线法”外板展开程序。这一方法,经过包括二万四千吨油轮、350吨油驳、1670马力拖轮,以及五万吨油轮等,多种类型船舶外板展开的生产实践检验,证明其使用效果是好的,符合多快好省的原则,受到加工、装配等老师傅的欢迎。