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原文传递水火弯板变形机理关键参数研究

论文题名：	水火弯板变形机理关键参数研究
关键词：	水火弯板;变形机理;有限元分析;神经网络预测模型;双曲度船体
摘要：	水火弯板是目前双曲度船体外板中很重要的成形工艺，当前水火弯板自动化加工一直是船舶制造行业研究探索的重点。本文通过分析前人的研究成果，认为实现水火弯板自动化的关键也就是最为基础的内容就是水火弯板的变形机理，只有对其变形机理进行深入的研究，建立加工参数和变形量之间可靠的关系模型，才能为实现水火弯板自动化打下坚实的基础。前人对水火弯板自动化的研究也做了很多的工作，但是都没有能够很好的将其应用于实际的加工中，究其原因是没有建立适合自动化加工的加工参数和变形之间的关系模型。　　基于此，本文首先讨论了水火弯板有限元理论模型，在总结前人对水火弯板有限元研究的基础上，通过ANSYS有限元分析软件，编写水火弯板有限元模型、温度场求解分析和变形场求解分析命令流，建立表格形式的高斯热源有限元模型，并且将热源模型进行优化，计算求解了大量的仿真算例。然后，通过整合几个重要的加工参数为两个复合变量，复合变量可以很好的反映这些热输入影响参数所产生的综合效果，使得钢板在不同成形条件下的热输入有了可比性。通过大量的仿真计算，在整理和分析计算结果的基础上，通过RBF神经网络模型建立复合变量和变形量之间的关系，将板厚、复合变量和钢板最终变形量利用正交的方式作为预测模型的训练样本，以此建立两者之间的关系，此预测模型成为项目组下一步根据钢板成形所需要的变形量来确定加工参数研究的前提。本文通过模拟和实验相结合的方式确定了在实际工况下常用乙炔流量范围内热源半径、热源效率和乙炔流量的关系，同时也验证了有限元模型和神经网络预测模型的可靠性。最后，针对帆形板加工的新型加工方式—梯形加热进行了初步探讨，建立梯形单元有限元模型，通过仿真计算，得出一系列梯形加热工艺的温度场和变形场数据，通过实验的方式验证梯形加热有限元模型的可靠性，为梯形加热工艺的变形提供了可靠的预测模型，同时也为研究水火弯板的变形机理做了补充。
作者：	张成龙
专业：	机械工程
导师：	杨平
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文