板材成形回弹的数值仿真方法研究

结合板材成形和回弹过程的特点,采用显式-隐式算法模拟板材成形和回弹过程,并对数值模拟中的关键问题进行分析.利用显式-隐式算法,对板材辊弯成形和回弹过程进行模拟,得到整个过程中任一时刻板上的应力分布、板材的回弹量及最终变形状态.     

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。     

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.     

肋骨冷弯加工时克服"旁弯"的理论计算及应用

船体肋骨通常是通过冷弯加工成形的,由于大部分肋骨是不对称型材,因此在冷弯加工成形时,会出现"旁弯"现象,这是有碍成形质量的变形,必须加以矫正才能进行安装.本文通过力学分析阐述"旁弯,,产生的原因,以及消除"旁弯"所需的弯曲力矩,并进行了实例计算,最后提出了在肋骨冷弯机上解决"旁弯"的垂弯装置.     

船体构架冷弯时旁弯力矩计算法

随着造船工业的发展,冷弯设备也随着成形工艺的改进和新技术的采用,朝着机械化和自动化的方向发展。目前,由于肋骨构件冷弯的成形质量直接影响着船体装配质量和生产率的提高,所以,这个问题日益引起全国各地船厂设备设计人员的重视,但船体肋骨型材通常都是非对称型材,这种非对称型材在外力作用下弯曲时,塑性变形较为复杂,人们尚未认识它的内在规律。有些问题,诸如旁弯力矩的大小、型钢回弹量的计算、扭曲等等,都还没有完整的理论和精确的计算公式,在加工中,基本上是靠工     

型材自动化成形加工信息处理系统研究

针对型材成形加工的自动化,讨论了信息处理问题。提出自动化型材冷弯成形加工信息体系结构,讨论了包括数据接口、信息通讯、加工数据预处理等关键问题。此研究结果已用于造船生产,提高了型材冷弯加工的的信息化水平。     

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。     

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。     

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。     

避免肋骨弯曲伸缩变形影响成形精度的新方法

分析肋骨弯曲加工中产生长度伸缩变形对成形过程及结果的不利影响,提出以型材中性轴曲线为成形依据的新控制原理及测量方法,以实现完全避开伸缩变形影响的高精度弯曲成形。     

船舶三维数控弯板机成形回弹控制的逐步逼近弯曲法研究

文章依据板材成形理论与实验规律,提出了船板冷压成形的逐步逼近弯曲法,较好地解决了多压头船舶三维数控弯板机板材成形的回弹问题。船板塑性成形加工过程中,采用在线实时测取回弹量来调整可重构模具曲面,实现了船板弯曲回弹问题的实时在线解决。一般逼近2～3次,即可满足加工精度要求,简单而有效地解决了三维曲面船板塑性成形的复杂回弹难题。     

船体三维曲面外板成形工艺方法研究进展

船体外板中的船板零件有相当部分是三维曲面,其加工成形是船舶生产中的重要环节。传统的弯板主要有水火弯板和冷弯加工两种方法。通过分析发现,弯板加工方法虽然取得了一些成果,但还存在自动化水平不够、与生产实际存在误差以及弯板过程中的压痕、回弹等技术难题,不能适应数字化造船的要求,需要业界进一步的研究与开拓。文中的介绍与分析可为相关工作人员提供参考和借鉴。     

进料误差对数控冷弯型材加工精度的影响

本文通过分析型材冷弯加工中的进料运动特征、冷弯操作工艺要求等,提出了存在进料误差△_B 的必然性。进而分析了用电子计算机模拟不同数控冷弯控制方法,在各种△_B 值条件下对型材数控冷弯精度的影响,为合理选择数控冷弯型材的控制方法提供了理论依据。     

冷却条件对船板高频感应弯曲成形的影响

用热弹塑性有限元法ANSYS软件分析了高频感应加热弯板成形在绝热、空冷、正面水冷和反面水冷等不同情况下,低碳钢薄板的温度场、最终结果变形和残余应力,探讨了冷却方式对高频感应加热弯板成形的影响。     

三支点肋骨冷弯机自动控制方法的研究和实验

关于三支点肋骨冷弯机的自动控制问题,近二十年来几个主要造船国家都进行过大量的研究,先后出现了端点测量控制法和适应控制法等自动控制方法。由于船体肋骨曲线的曲率变化范围很大,而且弯曲加工过程是弹塑性变形过程,目前尚无法准确地计算卸载后的回弹量,加之采用三支点肋骨冷弯机加工型材时是逐段弯曲成形的,相邻段之间的互相影响难于准确估计。上述这些因素都大大增加了实现肋骨冷弯过程自动化的难度。因而,曾经发表过的几种自动控制方法,目前有的仍处于实验研究阶段,尚不能用于生产;有的国内虽曾在生产中试用过,但因加工质量较差,不能满足造船生产的精度要求而弃之未用。     

弯管机弯管回弹规律的分析计算

本文根据普通弯管机上管材冷弯的工况,运用弹塑性弯曲理论,进行了模拟实际弯曲加工状态的计算.计算揭示了管材在弯曲加工全过程中,弯曲角θ与成形角θ'之间的变化规律.这与作者以前通过实验提出的关于在实际弯管范围,同一弯头上的弯曲角θ与成形角θ'之间呈严格直线关系相互印证.这些可为数控弯管回弹模型的建立等提供依据.     

大型舰船型材的测量和冷弯加工成型技术

大型舰船型材测量与加工是体现造船水平的关键环节,当前船用型材冷弯加工是一项技术含量高、精确度要求高的工作,而传统的测量控制方法已经难以满足实时测量、精确控制的加工要求,这就使冷弯加工成型控制系统研究成为了造船领域研究的重要课题之一。本文分析了大型舰船型材测量控制法,即近似弧长三次参数测量控制法,并提出了型材冷弯加工成型技术的实现方法,经过仿真实验证实本控制系统能够保证型材加工精度和加工效率。     

四点四位肋骨冷弯机的自动控制

为了发展我国的造船事业,进一步提高肋骨加工质量和自动化程度,研制新型的船体肋骨成形加工自动化生产设备,最后实现肋骨成形加工自动流水生产,是造船生产中需要解决的技术课题之一。已研制成功的纯弯曲(以下简称四点)肋骨冷弯机已使冷弯肋骨的质量和效率有所提高,在研制成功了该机的仿形加工和仿形数控加工之后,武汉水运工程学院和湖北省交通局船厂完成了四点四位肋骨冷弯机的自动控制。现将研制情况介绍如下。     

叶片辊锻回弹及模具补偿研究

采用理论分析、有限元数值模拟和逆向工程技术相结合的方法,进行了基于对应点矢量方向反向偏移的回弹补偿研究,提出能有效控制叶片辊锻成形回弹问题的具体方法,对提高航空发动机叶片的成形质量和生产效率有一定的指导意义.     

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。