水火弯板工艺是一种非常复杂的船体外板加工工艺,这种加工方法费时费力,生产效率比较低。在船舶建造过程中,大型船体外板的几何尺寸都比较大,这就使得外板在自重的作用下,当两端处于自由支承状态时,将引起较大的变形,部分外板不需经水火弯工艺就可达到成型。船体板自重成型研究是船体外板水火弯成型加工专家系统研究的前序工作。该研究将提高外板加工的经济性,降低能源及工时消耗,有利于降低船舶建造成本。 通过理论、数值模拟与实验相结合的方法,本论文就以下内容进行了研究: 1。应用李维法和壳体理论分别计算平板和柱壳板的自重成型。采用有限元软件ANSYS进行平板和柱壳板自重成型计算,并与李维法和壳体理论的计算结果进行比较,可以得出结论,在弹性理论范围内基于ANSYS有限元模型是有效的。 2。在考虑大应变效应基础上,采用有限元方法分析薄板大挠度弯曲,经实船板自重成型实验验证,所建立船体板有限元模型准确可靠。应用有限元法进行船体板自重成型数值实验,建立自重成型数据库。 3。以自重成型数据库数据为样本,应用数理统计原理和曲线估计的分析方法,确定钢板几何参数与钢板成型间的函数关系,采用多元线性回归方法建立船体板自重成型的数学模型。本文同时参考梁理论计算鞍型板自重成型的公式,建立样本数据的回归模型。两种方法所建模型都满足实际工程要求。 4。基于以上算法,结合加工精度要求,开发了自重成型预报系统。该预报系统已用于船厂生产实践,产生良好效益。 5。在总结所做工作的基础上,本文认为在船体板自重成型的边界条件和外力加载等方面可以继续开展工作,部分不能自重成型的船体板通过改变边界条件或压载沙袋等方法能实现船体板成型。