基于高频感应的船体曲面弯板成型技术

　　《基于高频感应的船体曲面弯板成型技术》以热应力成型理论为基础，通过建立相应的数学模型，结合工人的实践经验，探明船体曲面外板成型机理及影响因素，开发曲面成型辅助系统，以达到与船体建造系统软件相连接，根据输出的目标曲面形状，给出优化的加热方案，能直接输出数控指令和生产管理信息，形成集应用软件、数控设备、加工工艺技术为一体的曲面成型加工系统的目的，从而提升我国船舶建造工艺技术水平。

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第一章 绪论1.1 前言1.2 弯板成型研究现状1.3 弯板成型自动化现状第二章 基础理论分析与研究2.1 高频感应加热原理及设备2.1.1 电磁转换与感应加热2.1.2 涡流在金属表面层中的分布2.1.3 热态和冷态的涡流透人深度2.1.4 钢铁材料感应加热的物理过程2.1.5 邻近效应和圆环效应2.1.6 感应器设计的基本要求及考虑方面2.2 有限元基本理论与高频感应加热数值模拟2.2.1 有限元法简介2.2.2 有限元分析的算法结构2.2.3 高频感应加热数值模拟技术2.3 非线性瞬态温度场有限元求解2.3.1 有限元基本方程2.3.2 求解非线性瞬态温度场的变步长外推法2.4 热-弹塑性方法2.4.1 基本方程和解的收敛性判别2.4.2 改善三维热-弹塑性分析计算精度的途径2.5 固有应变法2.5.1 固有应变的定义2.5.2 固有应变的生成机理及影响因素2.5.3 固有应变在热变形方面的研究现状第三章 船舶板材机械性能对成型结果的影响3.1 研究模型3.1.1 对象模型3.1.2 材料热物理参数3.1.3 加热热源及其特征3.2 材料模型的影响3.3 屈服应力的影响3.4 弹性模量的影响3.5 本章小结第四章 船舶板材热物理性能对成型结果的影响4.1 材料模型4.2 模型表面换热系数对温度场及最终结果的影响4.2.1 表面换热系数对温度场的影响4.2.2 表面换热系数对应力场的影响4.3 板材导热系数对温度场和结果变形的影响4.3.1 导热系数对温度场的影响4.3.2 导热系数对结果变形的影响4.4 板材线膨胀系数α对温度场和结果变形的影响4.4.1 线膨胀系数α对板材温度场的影响4.4.2 线膨胀系数α对板材结果变形的影响4.5 本章小结第五章 船舶板材其他加工参数对成型结果的影响5.1 边界条件对成型结果的影响5.1.1 应力分析比较5.1.2 位移和残余塑变分析5.1.3 小结5.2 几何尺寸对成型结果的影响5.2.1 模型5.2.2 三块方板的比较5.2.3 单一变化板宽或板长的比较分析5.2.4 小结5.3 加热功率、热源移动速度和扫描次数与成型结果的关系5.3.1 加热功率与成型结果的关系5.3.2 扫描速度与成型结果的关系5.3.3 扫描次数与成型结果的关系5.3.4 小结5.4 扫描路径对成型结果的影响第六章 高频感应加热弯板成型过程中固有应变生成机理的研究6.1 计算过程6.1.1 研究对象及材料属性6.1.2 网格划分和边界条件6.1.3 瞬态温度场模拟6.1.4 钢板变形的数值模拟6.2 热输入参数Q/h2与变形的关系6.2.1 横向收缩和热输人参数Q/h2的关系6.2.2 纵向收缩和热输人参数Q/h2之间的关系6.2.3 角变形和热输人参数Q/h2之间的关系6.3 热源移动速度和变形的关系6.3.1 纵向收缩和热源移动速度的关系6.3.2 横向收缩和热源移动速度的关系6.4 本章小结第七章 蛇行加热过程中的固有变形7.1 蛇行加热参数对固有变形的影响7.1.1 实验和解析模型7.1.2 热输入量和加热速度对固有变形的影响7.1.3 热输入量和Dxd对固有变形的影响7.1.4 热输入量和DyD对固有变形的影响7.1.5 板厚对固有变形的影响7.2 实验验证与分析7.3 高频感应参数及固有应变关系数据库7.3.1 数据库的结构7.3.2 高频感应加热弯板成型实验建立数据库7.4 本章小结第八章 计算机辅助高频感应弯板成型系统的开发8.1 系统的总体设计思想8.2 系统的主要功能和模块8.2.1 导人DXF文件建立目标曲面模型模块8.2.2 有限元模型处理模块8.2.3 加热线计算模块8.2.4 曲面成型计算模块8.2.5 后处理模块8.3 系统应用实例8.3.1 模型的建立8.3.2 模型的支撑8.3.3 布置加热线8.3.4 计算8.3.5 后处理8.3.6 结果分析8.4 本章小结参考文献