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。     

水火弯板数据库系统设计

本文简述水火弯板变形原理，以及船板局部变形和整体变形的测试方法。在分析实船板的水火成形数据库系统数据结构基础上，给出了系统模块的设计功能和系统运行环境。     

水火弯板变形中的面内扭曲及收缩变形

给出了水火弯板变形中的面内扭曲、沿板宽方向变化的横向收缩及沿板长方向变化的纵向收缩的描述函数.实验测量及有限元计算结果揭示了水火弯板变形中存在的、为一般研究所忽略的面内扭曲变形及纵向收缩变形,指出横向收缩变形也沿板长方向变化.大量有限元计算结果表明,各种影响因素下的扭曲变形及收缩变形都可以用函数描述.通过计算结果的回归分析,得到了这些函数.     

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。     

水火弯板变形的描述方法

在分析了角变形、线变形描述法和位移场描述法的基础上，提出了水火弯板变形的整体描述法。实验及有限元计算表明，水火弯板的变形非常复杂，一般所用的角变形线变形描述过于简单，不能精确描述水火弯板的变形场。用位移场描述水火弯板的变形又因计算结果的复杂性而难以实现。如果从整体变形角度考虑，水火弯板的变形可以用变形后的上下表面形状、平面内的扭曲变形、沿板宽变化的横向收缩及沿板长变化的纵向收缩全面描述，并可进一步由计算结果得出合适的曲面方程及收缩变形函数。     

水火弯板成型参数回归分析

本文简述水火弯板加工过程中各种影响参数的类型及几种主要影响参数的实验分析．在大量试板的实验基础上，采集实船板的样本数据，应用数理统计原理和多元回归分析方法。建立一种变形参数的回归模型，求出回归参数的最小平方估计值，进行回归假设检验；给出回归公式中的各种参数适用条件．分析多元回归中随机扰动误差的产生原因；指出对于水火弯板应用回归分祈方法的实用性。     

水火弯板局部收缩和整体变形的理论分析

简述水火弯板成形原理，分析了曲板局收缩与整体成形关系确定的重要性，应用分段圆弧样条函数拟合曲板的辊轧线。推导了两种典型双向曲度板和扭曲板的整体成形所需局部收缩量的计算公式，给出两个实船板算例，讨论误差产生的原因，提出了下一步研究内容。     

水火弯板温度场的数学模型

本文分析了水火弯板的热过程特点。应用移动热源理论，建立了求解薄板、中厚板和厚板温度场的数学模型。考虑分布热源和材料热物性对温度场的影响，研究了求解温度场的数值方法。最后介绍了水火弯板瞬态温度分布的测试原理，给出实验和计算结果，并分析了模型的误差原因。     

帆形板水火弯板加工的研究

研究了帆形板水火弯板加工的机理及加工，工艺参数确定的算法，在建立并以实验验证了水火弯板的数值模拟模型的基础上，确定了帆形板火焰成形的温度场及变形场主要影响参数，提出温度场及变形场的描述方法，并通过计算得出了板的温度场及变形场与主要加工参数间的关系，最后得到了对于给定帆形板确定加工工艺参数算法。     

水火弯板的研究

本文对水火弯板的研究分为水火弯板机理的研究和确定加工工艺参数的研究两方面，其中对水火弯板机理的研究主要用实验法和数值模拟法，对确定加工工艺参数的研究主要用经验法、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、     

水火弯板成形因素对横向收缩量的影响

水火弯板自动化的研究需要定量化地确定横向收缩量.本文采用实验和有限元分析相互结合的方法来研究线加热过程中的横向收缩量.首先,利用水火弯板实验的结果标定有限元分析中呈高斯分布的热源模型参数,而后利用数值模拟的方法探讨水火弯板成形因素对横向收缩量的影响.这些因素包括自然对流换热系数、有无水冷、热源速度、加热焰道长度、燃气流量和横向曲率半径.研究结果表明:自然对流换热系数和横向曲率半径对横向收缩的影响很小;跟踪水冷可以形成有效的收缩;不同燃气流量的热输入有不同的横向收缩变形.本文提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体能量模型,该模型可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

Study of automatic designing of line heating technique parameters

1Introduction Lineheatingisashellplateheatprocessingmethod usedinshipbuildingproduction.Itisacomplexand difficulttechnique,mainlyusedindoublebending shellplateforming.Becausetherearemanyinfluence factorsinplateforming,theinfluencedisciplineis hardtopredic…     

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.     

Design of convex hull plate forming by pure line heating

This paper presents a ship-hull plate forming way by pure line heating. The heating lines forming the required bending angle is determined by curvature analysis method. Heating along the calculated heating lines results in bland plate with initial transverse curvature. Then, the plate with desired convex shape can be obtained by heating in the longitudinal edge. This is the whole forming process by pure line heating. This paper presents a method of plane development for ship-hull plate with B-spline surface representation, and provides the shrinkage heating lines in the forming process. This forming way would facilitate temperature control and make plate forming automatically easy.     

背压对等径角挤压坯料变形的影响

采用有限元方法研究了背压对1100Al等径角挤压的影响．分析了坯料的变形、等效应变分布、最大主应力及变形载荷的变化．模拟结果表明,通过在出口通道施加背压,提高了坯料充填模具外侧拐角的能力,使得坯料横截面上等效应变分布更加均匀;坯料在变形过程中的最大主应力降低;但变形载荷随背压的增加不断增加．分析得出,施加适当的背压有助于提高坯料的变形均匀性,降低坯料表面的开裂倾向．     

Study on the automatic process of line heating for pillow shape plate

1Introduction Lineheatingprocess,utilizingtheoxyacetyleneflame orotherheatsource,iswidelyappliedintheproduc tionofshiphull.Inlineheatingprocess,thearrange mentofprocessingheatingpathsandthedetermination oftechnicalparametersdirectlyinfluencetheefficiency …     

三角闸门止水强度与变形的有限元分析

目前,止水的研究多在止水的布置、设计、施工等方面,而针对闸门工作状态下止水的受力能力与变形性能的研究较少.而且,关于止水性能的研究大多只针对止水自身,实际工程中,止水固定在船闸上共同受水头作用,因此考虑止水与船闸连接状态下的受力情况是有必要的.针对以上问题,以裕溪一线船闸扩容改造工程中34 m口门三角闸门为例,选取2个...     

移动式平板感应加热磁热耦合的数值模拟

  目的  在钢板感应加热的数值计算中,通常采用磁热耦合计算方法。该方法虽然结果准确,但建立的模型非常复杂,且计算需耗费大量时间。为此,  方法  通过计算和理论推导,提出一种高频感应加热热源的简化计算方法,以一个空间函数形式的热源模型来代替复杂的电磁热耦合计算。使用COMSOL Multi-physics软件建立钢板静止式感应加热有限元模型,运用磁热耦合计算方法和简化方法分别计算钢板加热后的温度场,并对采用2种方法得到的温度场分布结果进行比较,以验证简化方法应用到热源模型的可靠性。  结果  结果表明,运用所提简化计算方法得到的热源模型具有可靠性。  结论  相比于磁热耦合的方法,采用热源简化方法计算钢板感应加热过程,可以有效缩短计算时间,且在钢板移动式感应加热的计算中,能很好地解决模型过于复杂、计算时间过长等问题。     

确定焊接反变形的数值模拟及规律分析

焊接接头附近局部的加热及冷却使被焊结构产生残余应力及角变形.目前在船厂精度控制中,通常采用构件焊接后对某些部位进行火工校正的方法来控制残余角变形.文章提供了另外一种有效控制结构残余角变形的方法:对结构焊前施加弹性的反向变形.利用热弹塑性有限元法来模拟结构的焊接过程,并对不同板厚、不同热源的结构分别进行数值模拟,最终确定焊接结构的弹性反变形规律:焊接前施加弹性反变形的结构在焊接后角变形趋于零.