船体钢板线加热成形原理及生产自动化

石川岛播磨重工（IHI）成功地将有限元方法应用于热成形（thermal forming）或线加热成形（line heating）原理分析,借助于计算机辅助控制的全自动线加热成形机,造船使用的船体钢板．能精确、高效地弯成任意曲面,弯板生产的自动化成为现实,已成功应用于实船建造。现有的水火弯板工艺是船厂常用的钢板成形方法,涉及的设备少,高度灵活和有效。但是,它高度依赖有经验的技术工人、加工精度不易控制,从而使中间产品的精度不高,影响后续船体分段装配工作。IHI研制的船体钢板自动线加热成形水火弯板工艺（IHI—ALPHA）成功地解决了这些问题。     

钢板水火加工变形主要参数实验分析

在对实验钢板进行水火加工变形系列板厚试验的基础上，建立了钢板局部变形与主要影响参数关系的数学模型，补充了实船板数据的不足，为水火弯板工艺参数设计提供参考。     

水火弯板线位移的视觉测量方法

针对水火弯板线位移测量问题，简述了视觉测量原理，提出应用计算机视觉测量技术对水火弯板工艺中钢板的线位移进行测量，实现了水火弯板线位移的精确测量。     

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.     

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。     

钢板弯曲工艺中的高频感应加热过程数值分析

作为电磁感应热源应用于船体板水火弯板工艺的一项基础研究,首先阐述了钢板感应加热的磁热耦合理论,然后利用ANSYS软件代码开发了钢板感应加热的有限元模型.数值计算结果和实验结果相一致,并得出了钢板感应加热过程中的电磁场分布规律和和温度随时间的变化规律,计算结果符合感应加热的特征.     

钢板局部感应加热的有限元分析

针对水火弯板的感应加热进行了有限元的模拟，根据磁——热——变形的模拟耦合分析原理，选取合理的参数，选用Ansys软件建立有限元模型，并结合实验，探讨了感应加热的各个参数对于船用钢板水火变形的影响。通过数值模拟计算与试验测量结果进行分析比较验证，为后续研究提供了有价值的参考。     

船体外板水火加工成型技术

大型复杂船体外板水火加工成形(水火弯板)技术是造船生产中技术含量很高的一种曲面钢板成形工艺方法,目前被世界各国造船厂普遍采用。它首先把钢板在辊床上加工成筒型,然后对钢板边缘(或中间)用氧乙炔焰进行线状加热到红热状态后再浇水急剧冷却,使钢板发生局部收缩变形,形成所需要的三维曲面。由于这种钢板     

水火弯板工艺参数和角变形关系的有限元分析

对于完全采用水火弯板成形船体板的情况,根据要加工形成的角变形量给出合适的工艺参数是水火弯板成形系统必须解决的问题.为了确定工艺参数,必须探索加热条件和角变形之间的关系.为此,文章提出了利用小板的变形来研究大板变形情况的相似性规律,并且用体功率模型来综合地考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度对角变形所引起的综合作用.基于这些分析方法,利用三维有限元法分析热源气体流量和热源速度对于不同厚度钢板的成形关系.     

水火弯板的研究

对水火弯板的研究分为水火弯板机理和研究和确定加工工艺参数的研究两个方面，其中对水火弯板机理的研究主要有实验法和数值模拟法，对确定加工工艺参数的研究主要有经验法、几何法和变形法。本课题在前人研究的基础上，通过有限元计算，系统地分析了水火弯板的各影响因素，确定了主要影响参数，提出一种较全面的变形描述方法，并通过大量计算得出了板的变形与板厚，板宽，加热线长及预弯曲率间的关系，最后得到了给定外板确定加工工艺参数及外板展开的算法。     

钢板局部感应加热收缩量回归及实验分析

针对影响感应加热能量参数的不同组合,利用数值模拟方法探讨了以感应加热为热源进行水火弯板加工局部收缩量与各参数关系的影响规律,得出钢板表面局部收缩量与各加工参数之间的关系;据此对各种参数组合情况下变形实验的测量数据建立回归模型,利用回归分析程序计算分析得到钢板的局部收缩量的回归方程,试验测量与回归计算结果进行分析比较验证,结果令人满意。     

低合金钢水火弯板

序言众所周知,碳钢的水火弯板工艺,正如碳钢的焊接一样,已在国内外获得普遍使用。但是,对合金钢进行水火弯板时,因其合金元素会增加钢材在水冷时的淬硬倾向性,所以即使是水火弯板工艺的创始国——日本,长期以来也一直采取谨慎保守的办法,把加热温度限制在A_(c1)以下进行操作。直到一九七二年,日本对合金     

基于FEA和ANN的水火弯板表面变形预测方法

水火弯板是船体曲面的主要加工方法.目前,水火弯板的表面变形质量主要由加工技师的技术和经验决定.为了科学合理地预测其表面变形量,确定水火弯板的加工参数,提高产品的质量和生产效率,本文提出了一种高效、准确的水火弯板表面变形预测方法.首先应用有限元分析法（FEA）对水火弯板的成型过程进行模拟仿真;然后建立水火弯板加工参数与板件表面变形之间的神经网（ANN）模型,并依据FEA的分析结果对网络进行训练;最后应用该网络对钢板的表面变形量进行预测.     

FH32低温钢热加工技术研究

随着造船业的发展,各种特种钢材被用于船舶制造领域。FH32低温钢板材因为性能特殊,因而缺乏相关的水火弯板距离、矫正的温度等热加工性能技术资料。船体结构外板所使用的FH32低温钢热加工工艺的关键在于对低温钢水火弯板加热温度和水火距离的控制,研究优化了其可操作性和工艺参数,并进行了试验,同时严格控制加热温度,在实际应用中取得了令人满意的结果,从理论和实际应用两方面解决了低温钢外板曲面成型的技术难题。     

水火弯板成形因素对钢板表面温度和变形的影响

水火弯板工艺中,热源面输入是影响钢板温度场和变形场的重要因素。本文提出了综合考虑乙炔流量、加热速度、热源半径、热源效率和加热长度的两个表征热源面输入新变量,并利用数值模拟方法揭示了新变量对钢板表面温度、加热深度和残余变形的影响,大量仿真结果证明这两个新变量可以更好的反映这些参数所发挥的综合作用。     

水火弯板厚度方向温度场参数研究

温度场作为水火弯板变形的主要边界条件,其规律一直是水火弯板机理的研究重点.文章通过对水火弯板厚度方向温度场的研究,提出以变形标称温度、加热深度、加热面积等参数来描述厚度方向温度场,并对这些参数同变形场参数之间的关系作了一定的研究.     

水火弯板温度场规律的分析

分析了水火弯板温度场的主要影响因素及特征参数 ,并由大量计算得出特征参数与主要影响因素间的关系。水火弯板温度场的主要影响因素为板厚、材料特性、喷嘴型号、乙炔流量及火焰移动速度。温度场的特征参数为板面最高温度、加热宽度、加热长度及板下表面最高温度     

基于LS-SVM的水火弯板机械手逆运动学求解

对水火弯板机械手的运动学进行分析,实现了正逆向运动学的仿真。主要讨论应用LS-SVM方法对逆运动学进行求解,并与传统LMBP方法得到的结果进行对比。仿真结果表明,此方法能够很好实现水火弯板机械手对加热轨迹的跟踪。     

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.     

线加热技术的发展和成组技术

线加热有许多其他名称,例如热线弯曲、火焰弯曲、回火加热、线弯曲、平面加热和水火弯板等。无论叫什么,其原理都一样:钢板局部加热所产生的应力,使钢板局部收缩,产生永久变形。从40年代起,人们就使用线加热来矫正钢结构的变形,通过加热钢板的适当部位,然后冷却,达到消除应力和矫正变形的目的。