船用中厚鋼板熱壓彎曲成型中的回彈特性分析.pdf

1、船體外板由于幾何形狀復(fù)雜且尺寸較大，其成型工藝一直是船舶制造中的技術(shù)難點(diǎn)。目前在國內(nèi)外的船廠中主要采用的成型方法是水火彎板技術(shù)和冷彎成型技術(shù)。前者是傳統(tǒng)的船用板成型方法，精度的控制主要依靠工人的經(jīng)驗(yàn)，后者可以成型較大曲率的板材，但成型過程中的回彈問題突出，需要反復(fù)加載修正直到滿足要求。熱壓彎曲成型技術(shù)在冷壓成型的基礎(chǔ)上，引入熱載荷，冷熱載荷共同作用來使板材發(fā)生變形，該成型技術(shù)在控制回彈、降低加載力等相比冷壓成型有一定優(yōu)勢(shì)，近年來受到了越

2、來越多的關(guān)注，本文針對(duì)船用中厚鋼板在熱壓彎曲成型中的回彈特性進(jìn)行研究，對(duì)回彈與各影響參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行了分析總結(jié)，即可以為工程應(yīng)用中加工參數(shù)的優(yōu)化提高理論指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)成型精度和效率的提高。
　　相比于理論解析法和實(shí)驗(yàn)法，有限元數(shù)值模擬技術(shù)具有功能強(qiáng)、精度高，解決問題范圍廣的特點(diǎn)，是目前研究回彈問題的主要方法之一。針對(duì)船用中厚鋼板的熱壓成型工藝，本文提出一種熱力耦合有限元模型對(duì)成型過程進(jìn)行了仿真計(jì)算，并將仿真計(jì)算的結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果進(jìn)行對(duì)比，對(duì)該數(shù)值模擬方法的有效性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　基于有限元數(shù)值模擬技術(shù)，對(duì)船用中厚鋼板的熱壓成型中的回彈影響參數(shù)進(jìn)行了分析，分別探討了成型溫度、溫度分布、板材幾何尺寸、局部壓載量、板材冷卻方式對(duì)回彈的影響，并總結(jié)了主要影響參數(shù)與回彈間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，板材溫度超過材料屈服應(yīng)力大幅降低的溫度點(diǎn)后，回彈顯著降低。受局部彎曲壓載時(shí)，板材局部變形范圍較大方向上的高溫區(qū)域越大，回彈越小。板材中心厚度方向溫度梯度變化對(duì)回彈影響較小。