电磁力辅助水火弯板工艺电路设计研究

介绍了电磁力辅助水火弯板工艺的原理.在水火弯板过程中,利用跟踪的电磁线圈在钢板内产生的电磁力来促进钢板变形,不仅能够改善钢板高温加热条件,提高钢板成形效率,而且有利于加工控制和提高成形精度,能够用于船体外板厚板和高强度钢板的成形加工.对电磁力辅助水火弯板工艺的电路进行了设计和研究,包括整流滤波电路、充电电路、放电电路和控制电路,仿真分析结果对电路设计目标进行了验证.     

水火弯板成形后板表面形状的数学模型

给出了水火弯板成形后板下表面的曲面方程的基本形式．水火弯板的变形场可由成形后板的表面形状及平面内变形全面描述．对于帆形板火焰成形的变形，大量计算结果表明，各种加工条件下板成形后的表面形状是相似的，即曲面可以用同一种曲面方程描述．通过对计算结果的回归分析，得到了此曲面方程的具体形式，并比较了计算和拟合结果．准确性满足工程要求．     

线状加热条件下钢板温度场的研究

分析了水火弯板工艺过程的热加工特点，应用移动热源理论建立了在线状加热过程中求解薄板，中厚度板和厚板温度场的数学模型，研究了求解薄板温度场的数值方法，介绍了测量钢板受线状加热时瞬态温度分布的实验方法，给出了薄板温度场的计算和实验结果，为研究水火 板热弹塑性变形问题提供了一定的理论基础。     

水火弯板数值模拟中热源模型参数研究

水火弯板热源热流密度模型的选取和定义，是水火弯板数值模拟中一个关键问题．采用高斯分布热流密度模型对水火弯板中的气体火焰热源展开了研究，利用实验和数值模拟相结合的方法，通过在一定范围内调整热流密度模型中的热源半径r和热效率η等参数．使数值计算的温度场分布趋近于实验测量的温度场分布，确定了水火弯板热源热流密度模型．在一定丙烯流量范围内，分析了热源半径和热效率的插值偏差对计算结果的影响，结果表明该模型能够满足水火弯板数值计算的精度要求．算例验证了该热源模型在有限元计算中的可靠性．     

我校一项科研成果荣获国家科技进步二等奖

从北京召开的 2 0 0 0年度国家科学技术奖励大会上获悉 ,我校与大连造船新厂合作完成的“船体外板水火加工成形技术研究”荣获国家科技进步二等奖 .我校与大连造船新厂合作承担的项目是船舶工业国防科工委计划课题 .这一课题是由我校博士生导师纪卓尚教授主持的大连理工大学与大连造船新厂组织的联合课题组应用数学力学理论方法和现代计算机技术 ,通过大型复杂船体曲面外板水火加工成形工艺的力学机理研究 ,又经过大量实验和实测 ,建立了船体钢板水火加工成形数据库系统 ,提出了水火弯加工中钢板局部收缩量与工艺参数关系的数学模型和工艺参…     

计算机辅助水火弯板系统

计算机辅助水火弯板系统马骏，董守富（船舶工程系）关键词：外板；水火弯板；计算机辅助制造分类号：Ｕ６６２．９；Ｕ６６３．５多年来对水火弯板做了大量的研究工作；通过实验方法，建立了数学模型，并创建了能量分配法；编制了可人机交互的实用程序，为实现水火弯板自...     

水火弯板几个成形参数的实验分析

提出船体外板水火加工影响成形因素的测试方法。通过对船厂实船板加工数据的测量，定性分析温度应力、加热线顺序、加工板曲率、边界条件及二次边热对成型效果的影响规律，并给出其变化曲线和数据对比。探讨了影响变形的本质。为理论分析奠定实验基础。     

“数控水火弯板机研制”项目简介

“数控水火弯板机”是广船国际和上海交通大学联合研制的国家重大造船技术装备科研项目。目前船厂一般都是采用经验型手工水火弯板加工成形。经验型手工水火弯板不仅对操作者要求高，而且耗时、耗力、成形质量差，已成船舶建造的瓶颈，同时也面临着技术断层。广船国际和上海交通大学经过多年研究及试验后，于2005年11月研制出国内首台具有独立自主知识产权、全开放式数控水火弯板机，并投入生产使用。该设备已申请受理2项发明专利，并取得4项实用新型专利。     

基于遗传算法的水火弯板工艺参数预报方法研究

以钢板加工时间和铜板收缩率曲线拟合优度作为两个目标函数．建立水火弯板工艺参数优化问题数学模型，并应用权重系数变化法．将问题转化为单目标优化问题．基于分层遗传算法（HGA），应用三次样条插值、误差分析等方法，将目标函数转化为群体中个体的适应度函数．由加热线条数、相邻加热线之闻距离（加热线间距）和加热线收缩量作为3个约束条件，构造分层遗传算法编码，并且内外层编码在遗传运算时分别采用不同的遗传算子，最终得到钢板水火弯板加工工艺参数预报结果．经算例验证，该方法可以对船体外板作出良好的水火弯板工艺参数预报．     

考虑整体挠度的水火弯板成形规律与模型

对船体外板整体变形和局部收缩变形之间的关系进行研究.首先基于热弹塑性有限元方法,建立了综合考虑局部变形和整体变形的水火加工数值计算模型,并通过实验对比了温度场与位移场的分布规律,验证了数值计算模型的可靠性;然后通过对整体挠度和局部变形规律的分析,提出了挠度影响数的概念;接着利用数值计算分析了挠度影响数与曲面外板形状参数之间的影响规律,建立了关系模型;最后通过算例对比模型和实验结果,相差5.13%,验证了模型的可靠性.     

水火弯板计算中高斯分布热源模型各参数的实验确定

水火弯板数值计算所用高斯分布的热源模型中热流密度由热效率和热源半径决定,而热效率和热流密度主要取决于乙炔流量。通过实验与计算相结合的方法确定水火弯板常用乙炔流量范围内效率及热源半径与乙炔流量间的关系,并根据热效率及热源半径的取值偏差对计算结果的影响进行分析。结果表明,它们间的关系能满足水火弯板数值计算的精度要求。     

空气源热泵换热器与岗亭壁体一体化供暖性能

设计一种由太阳能供电、空气源热泵换热器与亭壁一体化的供暖岗亭.首先,建立一体化岗亭设备模型,并采用Matlab语言编制仿真程序,对岗亭进行性能模拟;然后,选取太原某日工况,对岗亭模型进行实验验证,并对其供暖季性能进行分析.结果表明:亭壁蒸发器吸收室内外两侧空气热量、得热量比相同条件下,常规风冷蒸发器高31.41%;供暖季系统性能系数(COP)为3.22~4.96,平均COP值为4.18,高于常规风冷热泵,节能效果良好;供暖季太阳能发电量可满足岗亭热泵压缩机耗电量需求,证明岗亭可实现供暖零能耗.     

基于Fluent的纸浆模塑热压定型加热板温度均匀性分析

模内热压定型是纸浆模塑餐具生产过程中的一种常用干燥方式,它是将成型后获得的湿纸模胚在被模具挤压与抽真空的条件下进行加热。加热板作为热压定型机的热源,其工作表面的温度均匀性影响着制品的干燥质量。针对纸浆模塑热压定型过程中加热板的温度不均匀性问题,文中提出了一种联合仿真与正交试验的优化方法。首先,对加热板的工作过程进行分析,建立了加热板的传热模型;然后,基于Fluent对加热板进行温度场的数值模拟,根据温度场分布结果将油路结构中的高温区域与低温区域尽可能交错,设计了4种新的迷宫式油路结构;最后,以油路结构、油路平面高度、加热板厚度和油路截面直径设计了4因素4水平的正交试验,并进行了极差分析与方差分析。结果表明：在实际干燥过程中,工作表面的最高温度为224.47℃,最低温度为209.92℃,温度极差高达14.55℃,温度标准差为3.01℃;加热板厚度和油路直径的大小对温度极差的影响显著,油路结构对温度标准差的影响显著。基于以上分析改进了加热板的结构,与原设计方案相比,加热板工作表面的温度极差降至7.27℃,温度标准差降至1.09℃,保证了加热板温度的均匀性,提升了纸浆模塑产品的质量。     

对供热系统几个环节节能的初步探讨

文章就供热系统节能从煤炭、锅炉、一次和二次热网几个环节进行了分析。     

考虑配电网安全稳定运行的蓄热式电采暖多目标优化配置

蓄热式电采暖系统的不合理配置会对配电网的安全稳定运行带来不利影响。为此,提出一种蓄热式电采暖多目标双层优化配置模型。首先,根据历史数据计算出供暖季逐时热负荷需求,采用k-means聚类算法选取一定数量典型日场景;其次,以蓄热式电采暖系统投资成本、运行维护成本和线路负荷标准差最优为目标,建立一种基于配电网经济性和潮流均衡性的多目标双层规划模型。采用多目标粒子群算法求出Pareto最优解集,通过熵权-TOPSIS法从中选取最佳接入位置、功率和容量。最后,以改进的IEEE 33节点系统为例进行仿真分析,结果表明：该模型虽然增加了一定的经济费用,但明显改善了线路负荷分布,使配电网潮流更加均衡,保证配电网能够安全稳定运行。     

液氮温区双试件防护热板装置设计及研制

介绍了一种液氮温区（-196 °C）双试件防护热板装置的设计原理与结构.针对该装置在低温工作的特性,采用不同于传统常温防护热板装置的结构形式、加热方式和温度测量方法,设计并研制了适用于液氮温区的防护热板装置.设计中,热板采用了线热源式加热器,并使用液氮容器作为冷板提供测试所需的低温,在装置中设计了方便的夹紧结构和具有隔热作用的滑动结构.给出了该装置的温度、输入功率、计量面积和厚度的测量方法,并进行了不确定度分析.     

连铸方坯感应补热过程的有限元模拟

根据电磁感应理论及传热基本原理，利用ANSYS对连铸方坯的感应补热过程进行了多物理场耦合的有限元模拟；对铸坯断面上的温度梯度、磁场分布、铸坯在感应器内的吸收功率等进行了分析，所得结果与实测符合的较好，从而对“热送直礼”新工艺的开发与应用提供了重要参考依据。     

侧壁式感应加热中间包磁/热/流耦合模拟

提出一种新的中间包感应加热方式,建立了三种线圈模型,模拟研究了三种线圈模型的电磁力分布及其对中间包内流场和温度场的影响,并结合RTD曲线评估了最佳线圈模型和加热功率.结果表明:感应线圈向端部移动有利于改善浇注区远端钢液流动形态及温度分布;相同加热功率条件下,U形感应加热线圈优于E形感应加热线圈,且相较于双侧对称分布U形线圈,单侧U形线圈的热效率更佳,冶金效果更好;提高感应加热功率有利于改善钢液的流动和提高铸坯的质量;对于四流中间包,加热功率为800~1 000 kW时,可达到均温补热的效果.