电磁力辅助线加热成形的加工温度优化分析.pdf

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1、汪骥，等：电磁力辅助线加热成形的加Z-温度优化分析．35．————————————————————————————————————————～————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————～———————————————————————————————————————～电磁力辅助线加热成形的加工温度优化分析骥，谷城，李娟，程吉林，武江涛(大连理工大学船舶工程学院，辽宁大连116024)提要在船

2、体外板线加热成形的过程中，利用电磁力促进钢板成形，可以提高钢板的成形效率和成形精度，此方法称为电磁力辅助线加热成形-7-艺。采用数值仿真手段对这种新-7-艺进行分析，在建立多物理场耦合的三雏有限元模型的基础上进行模拟计算，研究了钢板表面温度对电磁力辅助钢板成形效果的影响，并对电磁力的辅助成形效果和钢板表面温度之间的关系进行了优化分析。关键词线加热成形电磁力辅助加工温度优化分析中图分类号U671文献标识码AOptimizationAnalysisofProcessingTemperatureofSteelPlateduringElectroma

3、gneticForceAssistedLineHeatingWANGJi，GUCheng，LIJuan，CHENGJi—lin，WUJiang—tao(DalianUniversityofTechnology，SchoolofNavalArchitecture，DalianLiaoning116024，China)AbstractUsingelectromagneticforcetopromotethedeformationofsteelplateduringthelineheatingprocessofshiphullplate，which

4、canenhancethemoldingefficiencyandmoldingprecision，iscalledElectromagneticForceAssistedLineHeating．Numericalsimulationisusedtoanalyzethisnewmethod，andbasedonthethree—dimensionalfiniteelementITI。del，theinfluenceofthetemperatureofsteelplateontheauxiliaryeffectofelectromagnetic

5、forcehasbeenstudied，andtheoptimizationanalysisoftherelationbetweenthemhasbeenintr。dUced．KeywordsLineheatingE1ectr。magneticforceassistedProcessingtemperatureOptimizationanalysis引言线加热成形工艺(即水火弯板)是加工复杂曲度船体外板的主要手段，具有操作灵活和成本较低等优点，许多学者研究了这种工艺的影响因素和成形基金项目作者简介(1)国家自然科学基金“船体复杂曲面板电磁力辅

6、助线加热成形方法基础研究”(No：51009025)；(2)2013年大连理工大学大学生创新创业训练计划项目——《船体外板电磁力辅助加热成形工艺主要影响因素和变形规律研究》(省级甲类)，批准文号：201310141150。汪骥(1978)，男，副教授。规律。刘玉君等以水火弯板实验数据为依据，研究了实船板水火成形数据库的开发口]，建立了水火弯板变形规律图谱，并应用BP神经网络方法对图谱进行修正。20，另外还应用BP神经网络预测水火弯板温度场的热源模型参数口J。Vega和Adan等人分析和预报了起始加热线对非起始加热线变形的并联效应E“。然而，水

7、火弯板工艺也存在比较严重的缺点，例如成形规律不易掌握，加工效率和成形精度较低。另外，加工温度过高会引起钢板性能恶化，尤其对于高强度钢板，当加工温度超过500。C时，材质会发生变化甚至产生裂纹，温度较低又无法产生所需的变造船技术2014年第4期(总第320期)形，导致钢板的加工温度和成形之问存在矛盾。因此提出利用电磁力辅助线加热成形的工艺，即在线状加热过程中利用电磁力促进钢板成形，可以提高钢板的成形效率和精度。由于钢板表面温度不同时，钢板的电磁力大小及其辅助成形效果也不同，只有加工温度在合适范围内才能得到所需的钢板变形，因此需要分析钢板加工温度

8、对电磁力辅助成形效果的影响。利用ANSYS有限元软件，首先建立了三维有限元模型，以普通船用低碳钢为研究材料，针对帆形板模型进行数值仿真计算；然后分析了单独线加热成形