船舶型材压弯回弹研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kangta98
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
回弹制约型材加工成形精度、生产效率、加工成本,甚至影响型材加工设备的设计,是金属塑性加工的一个难点与热点。回弹普遍存在型材成形中,近年来,随着科技的进步,船舶型材冷弯回弹控制与预测有了很大的发展,但多是对工艺和回弹控制方面的研究,而回弹理论方面的研究则很少。如果不充分了解船舶型材加工过程中的回弹问题,需要对型材多次补弯或是矫形,这样必会导致生产成本提高,生产周期延长。围绕型材压弯回弹问题,本文主要研究内容及结论如下:(1)基于弹塑性理论,从弯曲过程的应力分析和回弹过程的应力分析两个方面,阐述了型材弯曲回弹产生的机理,推导了船舶型材压弯回弹的预测公式。并以T型材为例,以实验测得的Q235钢的应力应变曲线为材料模型,借助数值计算软件MATLAB,研究了型材受到不同轴向拉力时,弯曲力矩等随着弯曲曲率增加的变化规律,规律表明:型材在受到同样的弯矩作用下,轴向拉力会使型材弯曲曲率增大、回弹量减小,继而又编写MATLAB程序求解典型边界条件下船舶型材大挠度压弯成形挠曲线。研究成果具有一定的理论意义和实用价值。(2)采用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立某船厂肋骨冷弯机模型并进行有限元分析,模拟出型材成形过程,分析了型材加载后的应力分布、卸载回弹后残余应力的分布。此外,本文还研究了成形参数对回弹的影响,得出了集中载荷、载荷作用时间、模具夹持力、型材力学性能以及型材几何尺寸等因素对型材回弹的影响规律,规律表明:集中载荷会使回弹减小;载荷作用时间对回弹影响不大;模具夹持力会使回弹量减小;高强度钢的回弹量要大于低强度钢的回弹量;型材高/宽比值越大回弹量越小。研究成果对于目前该厂还以据工人师傅经验进行回弹控制具有指导意义。(3)有限元分析结果表明,弯曲曲率与回弹曲率成线性关系,继而对弯曲曲率-回弹曲率进行线性拟合,采用多组有限元分析数据对线性拟合的系数进行回归分析,并将回归方程整理代入,得到了T型材、L型材(角钢)的回弹预测公式。(4)将回弹角的有限元计算值、理论值与实验值进行比较,比较结果表明:无论是理论值还是有限元计算值,预测回弹的趋势都是正确的。另外,有限元计算值和试验测得的结果较为一致,而理论值误差较大,且理论值大于实验值。(5)逐步逼近弯曲是目前船舶型材自动加工回弹控制主要方法之一,其第一步的成形与回弹的预测由理论公式得到,由于理论公式只能预测回弹趋势,在预测回弹量方面有较大误差,且精确度远小于有限元仿真值,所以,作者提出用仿真值预测第一步成形与回弹量,在此基础上再进行逼近弯曲,能降低逼近次数,甚至可以达到一次成形。
其他文献
船舶稳定航行于静水中的动力分析是船舶水动力学中非常基础,且具有代表性的一类问题,船舶在运动过程中兴起的波浪以及随之产生的兴波阻力毫无疑问是非常重要的研究课题。本文没有采用数学上协调的线性理论模型,而是利用Neumann-Kelvin理论对船舶的定常线性兴波问题进行了研究,该理论在考虑三维流场的情况下,忽略非线性的自由面影响,保留精确的物面条件,相比于线性兴波理论数学模型,与物理实际更接近。利用边界
小水线面双体船的发展起于20世纪70年代,其目的主要是为了改善船舶耐波性。随着工程界对小水线面双体船各种优异性能的认可,小水线面双体船有朝向大型化发展的趋势,因此也对其结构设计的水平提出了更高的要求。所以,有必要针对大型小水线面双体船的结构优化开展相关研究工作。本文依据CCS《小水线面双体船指南》,利用Patran/Nastran研究了小水线面双体船在不同工况下的应力水平,筛选出主要控制工况。此外
三体船凭借其较大的甲板面积和优良的航行性能,越来越受到国际造船界的重视。然而,三体船在高速航行过程中底部会多次出水和再入水,因此会受到严重的波浪砰击作用,且主船体入
海运作为现代世界大宗货物的重要运输形式,其安全一直备受关注。船舶在波浪中横摇运动的参激振动现象,会导致大幅度的参数横摇。参激振动所导致的大幅度横摇运动会带来结构破坏
期刊
期刊
噪声和振动的数值模拟是船舶设计的重要方面。相比于试验方法,基于有限元分析的模态分析和谐波分析不仅更加高效和经济,而且可以避免设计的复杂性。此外,运营船舶的噪声和振动过
起重船在进行吊装施工时组块的运动会受到多种环境因素的影响,为了研究起重船吊物系统的耦合运动规律,为系泊起重船吊装作业提供指导,本文使用数值模拟与模型试验对比分析的方法
相对于建设固定式港口散料码头,海上过驳平台作为“海上移动码头”,具有对水域条件适应性强、作业机动灵活、服务半径广、投资收益率高等特点,该过驳平台在港口航道通航水深
水下滑翔机是一高效的、浮力驱动的、带翼的自主式水下运载器,在海洋研究和军事探测领域具有重要的应用价值。与利用电池能量作为动力推进的水下滑翔机相比,利用海洋温差能作