原文传递
船舶型材冷弯成形能力关键问题的研究
| 论文题名： | 船舶型材冷弯成形能力关键问题的研究 |
| 关键词： | 船舶型材;冷弯成形;临界失稳;数值模拟;区间长度;皱曲预测 |
| 摘要： | 弯曲能力是指型材被加工成没有缺陷、一定曲率弯曲件的难易程度，它是由型材的几何尺寸、材料性能和弯曲程度所决定的。型材冷弯成形加工过程中，确定进料长度的重要依据是塑性成形区间长度，因此，这是实现型材数控冷弯成形加工的关键。型材在收边（反弯）弯曲成形过程中由于拉、压应力的共同作用，腹板翼缘易失稳起皱。因此，皱曲的预测和控制是型材构件可加工性的关键问题。为此，本文运用理论解析、有限元数值模拟和试验相结合的方法，研究船舶型材冷弯成形能力的若干关键问题，主要包括塑性成形长度与失稳起皱等。 根据弹塑性理论，本文推导出T型材临界塑性成形长度的理论解析式，结果显示:T型材的塑性成形长度与两侧支点间距、面板宽度、面板厚度成正相关，与腹板高度、腹板厚度成负相关;采用塑性有限元方法对T型材冷弯成形过程进行数值模拟，结果显示理论分析是正确的，更进一步得出:T型材的塑性成形长度与弯曲半径成负相关。通过上述工作，掌握T型材冷弯成型过程中影响塑性成形长度的主要因素和影响规律。 本文采用弹塑性理论，推导了扁钢及T型材临界失稳半径计算公式，结果显示，影响T型材失稳的因素主要有支点间距、材料截面尺寸等。采用塑性有限元方法对T型材、角钢、球扁钢三种型材的冷弯成形过程进行数值模拟。计算结果中，临界失稳状态由弯曲成形线型的曲率半径表示。上述研究工作的主要结论如下: (1)T型材的临界失稳半径与两侧支点间距、腹板高度、面板宽度、面板厚度成正相关，与腹板厚度成负相关; (2)角钢的临界失稳半径与两侧支点间距成正相关，与腹板厚度成负相关; (3)球扁钢的临界失稳半径与两侧支点间距成正相关，与腹板厚度成负相关。最后，以SKJXS-100型肋骨冷弯机为试验机，进行角钢冷弯成形加工试验。分析显示，对于临界失稳，试验和有限元数值计算结果相近，支点间距等要素对临界失稳半径的影响趋势基本一致。 |
| 作者： | 宋俊杰 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 李培勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
