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《火焰彎板成形的數(shù)值模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文火焰彎板成形的數(shù)值模擬摘要火焰成形加工工藝已成為造船生產(chǎn)流程的瓶頸，從而引起了人們的關(guān)注。近年來，國內(nèi)外對船體復(fù)雜曲面鋼板自動(dòng)火焰成形的課題都進(jìn)行了大量的研究，目的就是為了實(shí)現(xiàn)該加工過程的自動(dòng)化。本文的工作就是基于這樣的背景開展起來的。通過對國內(nèi)外研究工作的分析可以看出，火焰成形研究的關(guān)鍵問題是火焰成形加工中以特征參數(shù)表示的溫度場規(guī)律及變形場規(guī)律，而研究的核心則是通過理論計(jì)算、數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)或總結(jié)經(jīng)驗(yàn)等方法來得到溫度場特征參數(shù)與變形影響參數(shù)間的關(guān)系。分析了包括熱源模型、單加熱線下的溫度模型及變形場模型在內(nèi)的整個(gè)火焰成形過程的數(shù)學(xué)模型。熱
2、源模型主要介紹了氧乙炔焰沖擊射流對流換熱的基本方程、邊界條件，熱流密度的半解析解、經(jīng)驗(yàn)公式及高斯分布的熱流密度模型。溫度場模型討論了單加熱線條件下的移動(dòng)熱源溫度場問題的基本方程和邊界條件。變形場模型則分析了線移動(dòng)熱源作用下板的三維瞬態(tài)熱彈塑性變形的數(shù)學(xué)模型。這些模型是火焰成形溫度場及變形場計(jì)算和分析的理論基礎(chǔ)。在上述數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析了火焰成形過程的溫度場，在材料的熱物性和邊界換熱條件隨溫度變化的情況下，用有限元法進(jìn)行了三維瞬態(tài)溫度場的數(shù)值分析，得出了加工過程中任意時(shí)刻鋼板內(nèi)的溫度分布。并根據(jù)有限元計(jì)算及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了火焰成形溫度場的特征參數(shù)。在分析了火
3、焰成形溫度場分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，建立了火焰成形變形場的有限元計(jì)算模型。然后根據(jù)不同加工參數(shù)下的有限元計(jì)算結(jié)果，對火焰成形的溫度場及變形場作了初步分析，討論了殘余位移及殘余應(yīng)變在整塊板上的分布特性。為了驗(yàn)證上述有限元計(jì)算模型的可靠性，建立了一套火焰成形的實(shí)驗(yàn)裝置。并根據(jù)擬定的實(shí)驗(yàn)步驟，驗(yàn)證了火焰成形溫度場和變形場有限元計(jì)算的可靠性。通過這些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以認(rèn)為上述火焰成形的有限元計(jì)算模型是可靠的，可以用來分析火焰成形溫度場與變形場的基本規(guī)律。關(guān)鍵詞：火焰成形，熱彈塑性，數(shù)值模擬，非線性分析i火焰彎板成形的數(shù)值模擬NUMERICALSIMULATIONOFLINEHE
4、ATINGABSTRACTThewholeshipindustryispayingattentiontotheresearchoflineheatingformingbecausethetechniquehasbeenbeingthebottleneckofthewholeshipbuildingsysteminrecentyears.Asaresult,manyattemptshavebeentryingtoanalyzethelineheatingprocesstheoreticallyandexperimentallyandmakingitanautom
5、aticprocessisthegoaloftheresearch.Thepaperisdevelopedunderthisbackground.Byanalysisofresearchesbothinhomeandabroad,itwasconsideredthatthekeyproblemofstudyonlineheatingwasthetemperaturefieldrulesbasedoncharacteristicparametersanddeformationfieldrulesbasedonglobaldeformationdescriptio
6、nmethod,andthecentricstudyisobtainrelationbetweentemperaturefieldcharacteristicparametersanddeformationfieldaffectingparametersanalytically,numerically,experimentally,orexperientially.Indetail,fouraspectswerestudiesinthispaper:Thefullmathematicsmodeloflineheating,includingheatsource
7、model,temperaturefieldmodelundersingleheatinglineanddeformationfieldmodelwasestablished.Asforheatsourcemodel,thebasicequation,boundaryconditions,semi-analyticalsolution,empiricalformula,andGaussdistributionheatfluxmodelwerediscussed.Fortemperaturefieldmodel,thebasicequationandbounda
8、ryconditionsoftempe
