计算机辅助钢板高频感应加热变形研究

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1、上海交通大学硕士学位论文计算机辅助钢板高频感应加热变形研究姓名：帅克刚申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：罗宇20040101计算机辅助钢板高频感应加热变形研究摘要造船等钢结构的生产中钢板的弯曲成型具有很重要的地位传统的方法不能实现计算机控制的自动化操作导致效率低形状达不到要求等问题这严重制约了我国造船技术的发展是迫切需要解决的问题由于高频感应加热可以比较准确的控制加热范围热源移动速度和温度分布再现性好这使得实现自动化的计算机辅助弯板成型成为可能为实现计算机辅助钢板高频感应加热自动弯板成型必须开发适用于钢板弯曲成型的高频感应加热装置研究钢板在高频感应加热条件下的变形规律本文

2、自行设计制造了用于钢板高频感应加热的感应加热器该感应加热器包括感应导体汇流条导流板高频变压器和水冷系统同时设计了一个活动热电偶装置用于动态加热过程的温度测量使用上述感应加热器对450X300X6毫米的20#钢板进行了高频感应加热变形实验研究了钢板的横向收缩纵向收缩和角变形与感应加热热输入参数的关系实验得到了横向收缩纵向收缩与热输入参数之间线性关系变化的经验公式用有限单元法探讨了钢板高频感应加热过程中的热力学行为首先通过实验与数值计算相结合的方法简化了高频感应加热的热源模型然后对加热的温度场进行了模拟最后模拟计算了不同热输入参数下的钢板变形模拟研究了钢板的横向收缩纵向收缩和角变形与热输

3、入参数的关系在研究纵向收缩时引入了固有应变和TendonForce的计算模拟计算得到了横向收缩纵向收缩与热输入参数之间线性关系变化的经验公式通过与实验结果比较验证了热源模型的简化是合理的模拟计算钢板高频感应加热变形的是有效的所得到的高频感应加热热输入参数和固有变形的关系将作为自动弯板成型预测系统的研究基础关键词弯曲成型高频感应加热有限单元固有应变StudyofComputer-AidedPlateBendingbyHighFrequencyInductionHeatingABSTRACTTheplatebendingprocessbyheatingiswidelyusedtoform

4、curvedplatesofshipstructures.However,Itishardtorealizetheautomatizationofthebendingprocessbytraditionalmethods,andthedisadvantagesinvolveinlowefficiencyandshapeerrors.Thedevelopmentoftheshipbuildingindustryisheldbackbythedrawback,soitbecomesurgenttosolvetheproblem.Highfrequencyinductionhassever

5、aladvantagessuchastheaccuraterangecontrollingofheating,theheatingvelocitycontrolling,thetemperaturedistributionandgoodreproduction.Torealizecomputer-aidedprocessplanningsystemforplatebendingbyhighfrequencyinductionheating,ahighfrequencyheatingequipmentforplatebendingmustbedesignedandtheplatedef

6、ormationofhighfrequencyheatingmustberesearched.Ahighfrequencyheatingequipmentforplatebendinghasbeendesigned.Thisequipmentconstitutesofaninductionconductor,atransmittalbond,acurrenttransmittalplateandawatercoolingsystem.Anactivethermocoupleequipmentalsobedesignedtomeasuretheheatingtemperature.Th

7、ehighfrequencyheatingexperimentwasexecutedon400X300X6mm20#steelplates.Theinherentdeformationsduringhighfrequencyinductionheatingwerestudied.Anexperientialformulaoftherelationbetweentheinherentdeformationandheatinputparameterwasgiv