跟蹤水冷Q345D鋼板高頻感應(yīng)加熱成形有限元建模及模擬研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和綜合國(guó)力的顯著提升，各產(chǎn)業(yè)對(duì)材料成形的要求也越來越高。特別是在船舶彎板制造過程中更是要求產(chǎn)品要高質(zhì)高效低成本。由于水火彎板成形在工藝上的瓶頸和短板，傳統(tǒng)的水火彎板熱應(yīng)力成形方法將不能滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，而由高頻感應(yīng)加熱的船板熱應(yīng)力成形技術(shù)逐步代替，由于船舶彎板制造中采用高頻感應(yīng)加熱的工藝無論在其加熱效率還是自動(dòng)化控制等方面的明顯優(yōu)勢(shì)。因此該工藝受到了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注。
　　本文首先將自制用于彎板成形鋼板的拉伸

2、試樣，對(duì)溫度在23℃-1000℃，應(yīng)變速率分別為0.001 S-1-0.1S-1的試樣進(jìn)行拉伸實(shí)驗(yàn)，通過ORIGIN處理獲得材料的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，得出材料屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、硬化指數(shù)、強(qiáng)度系數(shù)以及應(yīng)變速率敏感系數(shù)，并建立基于溫度和應(yīng)變速率的本構(gòu)方程。
　　將獲得的本構(gòu)方程導(dǎo)入ANSYS中，利用APDL編程語言建立基于跟蹤水冷高頻感應(yīng)移動(dòng)加熱模擬分析的多物理場(chǎng)耦合的三維有限元模型，實(shí)現(xiàn)其電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)多物理場(chǎng)的耦合計(jì)算。

3、進(jìn)一步運(yùn)用APDL程序?qū)Ρ妊芯靠諝庾匀焕鋮s和跟蹤水冷卻對(duì)彎板高頻感應(yīng)加熱成形的影響，分析不同冷卻方式下彎板的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的變化情況。
　　利用驗(yàn)證過的APDL程序，批量改變程序中移動(dòng)加熱線圈的速度和加熱功率等參數(shù)，研究加熱線圈不同移動(dòng)速度和加熱功率對(duì)彎板彎曲角度和曲率半徑的影響。結(jié)果表明，彎板高頻感應(yīng)熱應(yīng)力成形過程中，工藝參數(shù)對(duì)彎板的成形影響是非線性的。
　　通過對(duì)數(shù)據(jù)的處理，選取大量工藝參數(shù)做進(jìn)一步細(xì)化的模擬分析，研究單