论文部分内容阅读
线热加工是船用钢板加工中最为重要的工艺之一,其内容主要包括焊接、热切割、线加热成形以及线加热矫正等等。随着造船技术的发展进步,线热加工的自动化研究愈来愈受到人们的关注。为了实现船用钢板线热加工的自动化,开展线热加工的数值模拟及影响参数研究显得十分重要。船用钢板线热加工是一种复杂的加热和冷却的过程,各加工工艺的力学机理比较相似,仅在加热温度上有所区别,其中焊接和热切割的温度较高,线加热成形和矫正的温度相对较低。因此可以采用相似的数值模拟方法对船用钢板的线热加工开展研究。基于上述原因,本文选取焊接和线加热成形两种典型的线热加工技术为研究对象,开展了船用钢板线热加工的数值模拟及其影响参数的研究。首先,对船用钢板线热加工的数值模拟方法进行研究,采用数值模拟的方法计算了典型焊接接头的温度场和应力应变场结果,分析了网格尺寸及划分方式对线加热成形计算精度的影响。然后,开展焊接试验,测量焊接过程中的温度场、焊接收缩变形和角变形以及焊接残余应力的大小和分布。通过比较试验结果和仿真结果,验证数值模拟方法的有效性和准确性。之后,采用数值模拟的方法研究了边界条件对焊接残余应力的影响。结果表明约束位置和换热边界对残余应力的影响较小,但约束方式对残余应力的影响较大。最后,对线加热成形的各参数如热源参数和残余应力进行阐述,并分析上述参数对线加热成形中塑性应变的影响,为线加热成形自动化研究打下一定的基础。