用逐步逼近弯曲求解型材弯曲弹复曲率的方法

本文从塑性弯曲理论推出了用逐步逼近弯曲求解型材弯曲弹复曲率的实用方法,对型材自动化弯曲成形工艺处理回弹问题十分有效。     

感应加热板材成形的有限元分析及工艺规划

通过感应加热实现板材的热弯成形，具有精准控制、安全便捷等特点。本研究采用新型便携式感应加热设备，对8mm船板钢进行热弯成形试验；并基于热-弹-塑性及弹性有限元计算，预测感应加热面外弯曲变形，与测量数据基本吻合。同时，考虑试验成本高昂，通过大通量的有限性计算，建立感应加热参数与板材弯曲的数据库；并通过回归分析，拟合出感应线圈移动速度与板材弯曲角度间的数学关系。当板材弯曲曲率相同时，通过线加热位置的迭代二分法，可线性逼近板材的目标弯曲形状，进而快速规划加工工艺，并进行了验证。     

船体曲率板感应加热成形工艺研究

[目的]在船舶建造过程中,板材的弯曲成形工艺不仅影响建造成本及周期,而且其成形精度也会影响船舶的水动力性能及其运营成本。[方法]针对船体板材双曲率成形效率低且精度差等问题,首先以感应加热作为热源,实现热弯成形,得到典型的帆形曲率板;然后通过高效的热?弹?塑性有限元(TEP FE)计算及基于弯曲力矩的弹性有限元计算,再现板材双曲率热弯成形的力学响应;同时,研究感应加热过程工艺参数影响板材弯曲成形的力学机理,提出线性逼近迭代二分法,实现板材热弯成形中加热位置和热源移动速度等工艺规划,并进行板材热弯成形过程及参数的有限元计算验证。[结果]结果显示,采用基于规划的工艺参数计算分析所得面外弯曲变形与目标曲率板的弯曲形状相当吻合。[结论]研究结果验证了线性逼近迭代二分法在实际工程应用中的可行性和准确性,并为曲率板成形工艺的优化提供了新的解决方案。     

高强钢正弦波形膜盘冲压成形工艺研究

本文针对某高强不锈钢膜盘的正弦波纹曲面成形问题进行研究。在分析了所用材料的塑性成形性能基础上,应用Autoform软件模拟了成形过程。依据模拟结果,并结合工艺试验修整了模具型面,解决了高强钢冲压成形曲面回弹问题。应用设计的单工序成形模具,试制获得偏差在0.1 mm以内的正弦波纹曲面膜盘。     

基于线性逼近的感应加热弯曲成形工艺及其应用

采用高频感应加热装置进行热弯成形试验，得到典型的单曲率板。通过高效的热-弹-塑性有限元计算，再现板材热弯成形的温度场特征和力学响应。同时，研究感应加热过程中的工艺参数对板材弯曲变形的影响，提出线性逼近迭代二分法和迭代0.618法，确定板材实际加热中的加热线位置和感应加热速度，并对其进行有限元分析。研究结果表明：采用规划的工艺参数进行热-弹-塑性有限元分析，得到的面外弯曲变形和面内收缩均与目标曲率板相吻合；线性逼近迭代二分法和迭代0.618法应用在感应加热单曲率热弯成形中具有良好的可行性和准确性，可供曲板热弯工艺的规划参考。     

基于回弹补偿法的板材成形加工

对水火弯板和冷弯成形进行对比,明确冷弯成形的优缺点,对冷弯成形的回弹现象进行介绍。在描述回弹现象的过程中,提出一种新的曲率半径实时测量方法,引出回弹补偿法的概念。利用目前学者研究回弹时提出的回弹预测公式,得出材料精确的属性参数。用测量的物理量精确表示板材精确成形加工所需的过弯加工补偿量。分析结果表明:这种方式可大幅提高板材的加工速度和精确度。     

多点成形与模压成形的数值模拟对比研究

以"活络式方形压头曲面成形装置"为几何模型,建立有限元数值仿真。以Q345钢材为例,进行多点成形仿真,通过试验验证数值模拟的精确性。与模压成形过程进行对比,分析2种成形方式的前后曲率变化和板材上下表面接触情况,并对比了2种成形方式对应力分布与回弹位移量的影响。总结出两种成形方法对回弹的影响并提出控制回弹的建议。     

海洋平台曲板冷弯压制成形的数值分析及工艺规划

为避免加热弯曲成形中温度变化对板材力学性能的影响,曲板成形时经常采用冷弯成形工艺,而冷弯成形时的回弹问题,严重制约其弯曲成形的精度和效率.基于动态显式求解的有限元分析,研究双曲率鞍形板和帆形板的冷弯压制成形工艺及其回弹量,给出不同类型曲率板压制成形的压模挠度经验公式.同时,针对拆解平台大弧板冷弯压制成形精度较差的问题,分析异种曲率板的压制成形机理,提出了修正的压模挠度,极大地提高大弧板的压制成形精度.     

船体中厚钢板局部热压成形中的回弹仿真分析

[目的]为了研究船体中厚钢板局部热压成形过程中影响回弹的因素,[方法]运用三维热弹塑性有限元仿真方法对影响回弹的参数进行研究和分析,通过一系列数值仿真试验考察板材的整体温度、温度场分布、板材尺寸、局部加载量等参数对其成形回弹的影响。[结果]分析结果表明,当板材成形温度超过材料屈服应力并达到开始显著下降的温度点时,回弹会随温度的升高而开始大幅度减小;由于变形区域的分布特点,在温度场分布的3个维度中,局部变形范围较大方向的温度分布对回弹的影响占主要部分;加热条件完全相同时,板材长度和宽度方向的尺寸变化对回弹均有一定的影响,其中,局部变形范围较大的板长方向的尺寸变化对回弹的影响更明显,板材回弹随局部加载量的增大而减小。[结论]研究结果有助于实现优化船体中厚钢板自动化成形的参数获取,对进一步研究船体中厚钢板局部热压成形的回弹问题也具有基础性指导作用。     

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。     

马鞍形船体板冷压成形回弹数值模拟研究*

马鞍形是船体外板中比较常见的一种,在船体板的冷压成形中回弹是影响成形件质量的主要因素之一。本文针对马鞍形面的船体板进行了回弹模拟,分析了板厚和不同曲率变化条件下对回弹的影响规律,为后续的利用回弹规律进行模具补偿提供依据。     

基于参数曲面表达的帆形船体外板展开方法

本文提出了一种基于参数曲面表达的帆形船体板曲面的平面展开方法.该展开方法以三角网格平面逼近船体曲面和3D网格点摊平后出现开裂角为基础,展开过程可分为三个阶段:定义初始导向单元条,初始展开形状确定和展开形状优化.本文所提出的展开方法符合帆形船体板水火弯板变形特点,可以提供水火弯板成形收缩量,并已在实际的船体板曲面展开中得到验证,计算结果与船厂计算的收缩量数据基本相同.     

复杂曲面船体外板非对压多压头成形技术

文章阐述了船体外板加工的现状,介绍了多点成形技术的原理及在国内外的发展,同时在分析多点成形技术的优缺点的基础上提出了新的板材成形技术即非对压多压头冲压成形技术.结合成形过程系统地研究了这种新成形技术的抑制成形板材压痕、皱折的原理.并利用自主研制开发的弯板实验样机对不同厚度的板材进行成形实验并对实验结果进行了分析,验证了其有效性.     

船体外板水火成型智能机器人控制器的研究

针对船体外板水火成型在造船生产中表现出技术性强，难度大，工作环境恶劣，且具有很强特色的一种经验性钢板曲面成型的特点，本文基于船体外板水火成型工艺参数预报系统，设计了该类型特种智能机器人控制器，首先介绍了船体外板水火成型机器人的工作原理及其加工工艺流程，接着描述了该机器人的总体结构及其技术要求，最后就所设计的智能机器人控制器，详细地阐述了其硬，软件系统设计过程，调试结果证明，所设计的智能机器人控制器具有良好的性能，大大提高了船体外板建造质量和速度。     

水火弯板建模系统研究

以逐步回归分析和改进的Ｂ－Ｐ神经网络两种方法为算法,基于Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ３．０软件平台,应用实船板样本数据,开发了水火弯板局部收缩量的建模系统。     

船体外板加工成型自动检测方法研究

应用水火弯板智能机器人测量加工后的钢板表面数据,采用Ferguson曲面模拟钢板曲面;借助参数样条曲线、空间坐标转换及误差分析理论,分别对加工后的钢板横向和纵向成型,及扭曲进行计算,以判别船体曲面外板成型状态,并提供未成型钢板二次加工所需的补火位置及补火量等信息.算例表明,该方法可对加工后的钢板成型情况作出符合工程要求的判别.     

船体帆型外板水火成型工艺参数预报系统

研制开发了一个船体帆型外板水火加工成型工艺参数预报系统,阐述了该系统的基本原理和基本组成,并给出了帆型外板水火成型的应用实例。     

船体外板鞍形板自重成型的数学模型

应用弹性力学壳体理论分析和ANSYS软件数值模拟,对船体鞍形外板在自重作用下引起的变形进行计算,在此基础上应用逐步回归方法建立了鞍形板自重成型的数学模型.     

计算机视觉测量在板材滚弯成形中的应用研究

将计算机视觉测量的方法应用于板材滚弯加工过程的成形检测，在图像经过预处理的基础上，设计了低通滤波器对图像进行平滑处理，然后对图像进行边缘快速检测，利用任意曲线三维重构的方法重建了板材的空间曲线，并求出了空间曲线的半径。     

船体曲形外板成形加工的无模检验

船体曲板构件的成形检验大多采用效率较低,材耗大,手工测量为主的样板/样箱进行实体靠模检测。文章提出了一种基于GPS技术和光电原理综合运用的船体曲板成形加工的无模检验方法,该方法通过特定装置对加工成形后的船体曲板上纵、横向检测点进行空间定位和测量,并采用Matlab编程实现测量数据的自动化分析与处理, 既可用于船舶三维数控弯板机的加工检测,也可用于其他方法加工船体曲板的加工检测。