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．     

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.     

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...     

水火弯板成形因素对角变形的影响

对于采用完全水火弯板方法成形双曲度船体板的情况,探索水火弯板成形因素和角变形之间的关系是必要的.利用数值模拟方法研究了热输入量、加热线距离板边的位置和钢板尺寸对于角变形的影响.为了描述钢板的热输入,提出了综合考虑火焰速度、火焰有效功率、火焰作用半径和钢板厚度的热源体功率模型,它可以更好地反映这些热输入影响参数所引起的综合作用.     

四辊轮多次弯板成形过程的刚性夹持模型

在对板材夹持型滚弯成形过程分析的基础上，系统地研究了一般应变硬化板材的夹持型多次滚弯成形过程的弯曲,工艺地出了指数律应变硬化材料在每次成形过程的加卸载弯矩－曲率显式关系。对已知机械功率的弯板机，为获得预定曲率的板材，建立了相应的方程以计算所需滚弯成形过程的是最小次数和每次的残余曲率，对板材的每次边缘弯曲模式，建立了板材弹塑性大变形的控制微分方程，并将问题解析地归结为对一代数方程的数值求解。研究了与多次滚弯成形的边缘弯曲模式生产过程相关的物理量并以图示出。     

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．     

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。     

三辊弯板机中带钢变形过程的力学分析与建模

在螺旋焊管的成形过程中,带钢要经过弹塑性大挠度的弯曲变形过程,由于此过程非常复杂,涉及到材料和接触的非线性,其理论解析十分困难,目前还不具备统一的模型。本文根据梁的塑性弯曲工程理论,对三辊式弯板机构中带钢的成形和变形过程进行了分析,建立了带钢的力学计算模型。该力学模型为推导三辊弯板机的理论调型参数方程奠定了基础。     

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．     

45号钢线材滚弯成形规律研究

为了准确地预测数控滚弯成形金属线材中的回弹量,从而给出加工补偿值,采用DEFORM软件进行了45号钢线材滚弯过程的有限元仿真,得出滚轮转过的角度与线材最终成形的角度在一定范围内呈线性关系.通过数控弯丝机滚弯线材的试验验证了此关系在一定条件下是准确的,最后综合模拟和试验数据导出经验公式用于加工补偿.     

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。     

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…     

多道次辊弯成形数值模拟技术

利用ABAQUS软件对多道次辊弯成形数值模拟技术进行了研究.基于动力显式算法,采用引导板带动板料进入轧辊的模拟方式,建立开口类型钢多道次辊弯成形的有限元模型.重点分析了多道次模拟中,模型建立、单元选择、边界条件、虚拟成形速度、加载曲线、摩擦模型和回弹等关键问题,提出了适合于多道次辊弯成形分析的数值模拟方法.通过模拟外卷边槽钢的12道次辊弯成形过程,验证了方法的有效性.     

基于整体挠度的船体板成形参数预报系统

为了弥补厚板和大曲率板的计算误差较大的缺憾,在局部变形的基础上以挠度的形式考虑整体变形,开发了基于整体挠度的船舶外板成形参数预报系统.在分析船舶外板成形特点和检测标准的基础上,提出了一种考虑整体挠度的水火弯板成形工艺预报优化算法.设计了系统的功能构架,系统提供了简单直接的可视化界面,可快捷地预报板件成形工艺参数.预报系统在某集装箱船外板成形中得到应用验证,结果证明预报系统可提供合理可靠的成形参数,提高成形效率,为将样板检测结果直接用于二次加工工艺参数预报提供了依据.     

面向超声喷丸的纵弯复合换能器设计与分析

为解决当前超声喷丸枪在狭小空间内难以加工壁板的问题,设计了一种纵弯复合模态的夹心式压电超声喷丸换能器.采用COMSOL仿真软件,对换能器进行模态分析,计算得到纵振和弯振的谐振频率,并改变尺寸使换能器在2种模态下均呈现较大的振幅.采用多普勒测振仪对换能器工作端面扫频,纵振与弯振振幅分别为1.0和0.8μm,经匹配后振幅各增长了40%和50%.利用激光位移传感器测得2种模态下撞针振幅均可到达1.2 mm.同时,对2024-T351铝合金板件进行了超声喷丸成形试验,并采用X射线法对喷丸后板件中的残余应力进行了检测.超声喷丸成形试验和残余应力检测表明,板件喷丸后发生不同程度的变形,且板件中的残余压应力最大可达250 MPa,验证了纵弯复合换能器的有效性.     

柔性三维拉弯成形零件的形状控制

对柔性三维拉弯成形工艺进行了研究,给出了三维弯曲成形件的数学表达式.通过分析柔性三维拉弯成形过程中型材的水平和垂直方向的变形,给出了控制成形件水平方向和垂直方向形状的单元体调形方法与夹钳的拉弯轨迹计算方法.根据柔性三维拉弯工艺中单元体调形多点控制的特点,定义了多点模具的调形参数,给出了单元体与成形件接触的几何关系,并给出了描述单元体上多点模具包络形状的三次B样条插值方法.基于上述的几何关系和多点模具的调形参数,使用圆弧对夹钳的拉弯轨迹进行计算.对L形截面铝型材的三维拉弯成形实验结果表明,成形件轮廓误差小于0.7%,验证了上述方法的实用性.     

基于弯沉指数的水泥混凝土路面板角脱空识别

采用弹性地基板模型，分析了落锤式动态弯沉仪（FWD）荷载作用下水泥混凝土路面的弯沉规律，回归得到了板角脱空范围与地基类型、地基板相对刚度半径、路面板弯沉指数（FWD荷载作用于板角和板中时的荷载中心点弯沉之比）以及邻板传荷能力之间近似关系式．建立了通过板角和板中的FWD实测弯沉盆数据，对比理论计算结果判别水泥混凝土路面板角脱空状况的方法．     

变截面辊弯成形装备运动特性研究

针对U型变截面零件辊弯成形工艺要求,对变截面辊弯成形装备设计方案及其运动特性进行了研究。给出了变截面辊弯成形机的结构组成与工作原理、机构模型及其运动学方程,求解了符号形式的运动学逆解,获得了变截面辊弯成形机各个驱动轴的运动特性与末端轧辊路径的几何特性、机床结构参数以及加工速度之间的数学表达式。采用Mathematica编程对逆运动学进行仿真,获得了所有驱动轴的运动特性仿真曲线,仿真运动规律与成形工艺要求一致。基于设计方案制造了变截面辊弯成形装备,并完成了变截面辊弯成形零件的成形加工实验。实例仿真和实验结果表明:装备移动关节驱动轴的运动特性与机械结构参数、加工速度以及轧辊成形轨迹曲线有关,而转动关节驱动轴的运动特性只与轧辊运动轨迹曲线有关;新方案能够完成板材的进给、拉伸和折弯操作,实现连续的变截面辊弯成形加工,成形精度可达0.397mm。     

AutoCAD 2000在塑料成型模具设计中的应用

本文扼要介绍了数控冲床的特点、加工工艺及其在钣金加工中的应用,并着重介绍了数控弯板机的特点,随着科技不断发展,计算机在机械辅助设计上的应用,现代CAD／CAM、FMS、CIMS都在数控技术上得到广泛应用。数控机床自1952年在美国成功研制以来先后经历了五个阶段。     

板边预弯弹复解析及实验研究

采用双线性硬化材料模型,基于小曲率弯曲变形假设,建立了预弯成形弹复理论解析模型,得到了预弯回弹后弯曲角与工艺参数之间的数学表达式。用VC软件编程进行数值计算,并进行了实验验证,理论计算结果与实验结果比较一致,验证了理论解析的正确性。研究结果为实际生产快速准确制定预弯成形工艺参数提供了理论依据,为大型直缝焊管板边预弯成形工艺规划CAPP系统设计奠定了理论基础。