板材多点成形回弹的有限元分析

以球面板成型为例,利用ANSYS/LS-DYNA有限元方法对板材进行动态显式分析计算成型,然后进行静态隐式分析计算回弹,通过在不同的板厚情况下进行模拟研究,通过对比分析,揭示成型效果与板厚之间的内在关系。     

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.     

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。     

船体中厚钢板局部热压成形中的回弹仿真分析北大核心CSCD

[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。     

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。     

型材冷弯成形过程中的回弹和残余应力

为提高成形加工的控制效率和成形构件的质量,建立型材冷弯过程的有限元模型,采用ANSYS Ls-Dyna软件对成形加工过程进行数值模拟,研究型材冷弯过程中的卸载回弹和残余应力,采用冷弯试验验证回弹的数值模拟结果。根据数值模拟结果,提出冷弯成形过程中的回弹特性和成形控制策略,可有效提高回弹控制效率,掌握弯曲成形过程中残余应力的分布特征。研究成果可为型材弯曲成形加工提供指导。     

基于LS-DYNA的船舶型材冷弯回弹研究

冷弯型材成型过程非常复杂,回弹又是冷弯成型研究中重要部分,准确预测回弹对提高加工效率和降低加工成本具有重要意义。以上海某船厂肋骨冷弯机为模型,采用显式动力学有限元法对型材加载过程进行了模拟计算,利用隐式静力学有限元法对后续回弹进行分析。计算表明,弯曲曲率与回弹曲率近似成线性关系,继而对线性关系的系数进行回归分析,得到角钢的回弹预测公式;最后将仿真结果与实验数据进行比较,结果显示仿真结果具有一定的可信度。     

水下爆炸数值模拟联合算法求解结构稳态响应

在研究水下爆炸作用下加筋板架的稳态响应方面,以往的研究主要利用瞬态显式算法,得到的稳态响应结果存在一定的精度缺陷。提出一种改进的水下爆炸数值模拟方法。该方法利用ABAQUS/Explicit Standard算法,针对瞬态显式与稳态隐式静力分析,建立联合数值模拟方法。利用该方法分析某船体加筋板架的“瞬态稳态”响应。结果表明:联合“瞬态显式稳态隐式”算法的仿真结果与试验结果相差在10%以内,说明该方法可用于水下爆炸作用下加筋板架结构的响应分析,且采用联合“显式隐式”算法得到的结果更接近试验值,误差降低了39.8%。     

基于SVM的船体外板冷弯回弹预测模型研究

研究方形压头非对压成形装置成形原理的基础上,分析准确预测回弹对板材数控冷弯成形的意义。针对预测样本较少的情况,采用支持向量机技术进行回弹预测分析,并对模型中的核函数及其损失函数参数ε和惩罚因子C进行分析研究,建立板厚与回弹量的预测模型,并将其预测结果与试验结果及采用BP神经网络预测结果进行比较验证其准确性,为船体外板数控成形加工解决回弹问题提出新的思路。     

基于显式求解的板材卷制成形力学行为分析

三辊卷制成形作为船体外板弯曲成形加工的主要方法,影响船体建造的精度和效率。本研究针对船体外板的三辊卷制成形过程,基于ANSYS和LS-DYNA的非线性显示求解,考虑了轴棍-板材的接触问题和卷制成形的力学行为,预测的板材弯曲形状与实际测量数据基本吻合。同时,研究了板材材质、上辊下压位移以及下辊间距等对板材卷制成形精度的影响,建立了各工艺参数与板材卷制曲率半径间的数学关系,并进行了验证。     

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。     

高强度船体肋骨加工回弹量的实验研究

分析回弹现象产生的原因,进行高强度球扁钢的回弹实验测量计算,通过实验确定影响高强度肋骨回弹的因素,为实际生产提供依据。     

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。     

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...     

Prediction of steel plate deformation due to triangle heating using the inherent strain method

In a shipyard, line heating and triangle heating are two major processes carried out by skilled workers to form curved plates in various shapes under various heating conditions. There have been many studies on line heating, but triangle heating has rarely been studied owing to its complicated heating process with irregular multiheating paths and highly concentrated heat input. Triangle heating is the most labor-intensive job. Hence, it is essential for most shipyards to study the automation, as well as the improvement, of the triangle heating process in order to increase hull-forming productivity. In this study, a pioneering attempt to simulate triangle heating was made. A circular disk-spring model is proposed as an analysis model for the elastoplastic procedure of triangle heating, and the inherent strain method is also used to analyze the deformation of plates. The results of the simulation were compared with those of experiments and showed good agreement. It is shown that the present approach and the model used in this study are effective and efficient for simulating triangle heating for the steel plate forming process in shipbuilding.     

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.     

大曲率帆形板水火弯板火路生成算法研究与实现

目前帆形板水火弯板工艺参数的确定是水火弯板研究的热点之一。在深入研究成形曲面与检测曲面之间差异的基础上提出大曲率帆形板水火弯板火路坐标参数生成方法,该方法将成形曲面与检测曲面在同一坐标系下进行对比,获取成形曲面特征曲线与检测曲面相应特征曲线的交点坐标;对于横向未成形,则交点坐标点的连线为下一步火路坐标,对于纵向未成形则布置在交点坐标附近。最后通过实验的方法验证了该方法的可行性,可望在帆形板水火弯板火路坐标预报中得到实际的应用。     

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.