跟蹤水冷Q345D鋼板高頻感應加熱成形有限元建模及模擬研究.pdf

1、隨著科技的進步和綜合國力的顯著提升，各產(chǎn)業(yè)對材料成形的要求也越來越高。特別是在船舶彎板制造過程中更是要求產(chǎn)品要高質(zhì)高效低成本。由于水火彎板成形在工藝上的瓶頸和短板，傳統(tǒng)的水火彎板熱應力成形方法將不能滿足實際生產(chǎn)要求，而由高頻感應加熱的船板熱應力成形技術逐步代替，由于船舶彎板制造中采用高頻感應加熱的工藝無論在其加熱效率還是自動化控制等方面的明顯優(yōu)勢。因此該工藝受到了國內(nèi)外專家學者的廣泛關注。
　　本文首先將自制用于彎板成形鋼板的拉伸

2、試樣，對溫度在23℃-1000℃，應變速率分別為0.001 S-1-0.1S-1的試樣進行拉伸實驗，通過ORIGIN處理獲得材料的真實應力-應變曲線，得出材料屈服強度、抗拉強度、硬化指數(shù)、強度系數(shù)以及應變速率敏感系數(shù)，并建立基于溫度和應變速率的本構方程。
　　將獲得的本構方程導入ANSYS中，利用APDL編程語言建立基于跟蹤水冷高頻感應移動加熱模擬分析的多物理場耦合的三維有限元模型，實現(xiàn)其電磁場、溫度場和應力場多物理場的耦合計算。

3、進一步運用APDL程序?qū)Ρ妊芯靠諝庾匀焕鋮s和跟蹤水冷卻對彎板高頻感應加熱成形的影響，分析不同冷卻方式下彎板的溫度場和應力場的變化情況。
　　利用驗證過的APDL程序，批量改變程序中移動加熱線圈的速度和加熱功率等參數(shù)，研究加熱線圈不同移動速度和加熱功率對彎板彎曲角度和曲率半徑的影響。結果表明，彎板高頻感應熱應力成形過程中，工藝參數(shù)對彎板的成形影響是非線性的。
　　通過對數(shù)據(jù)的處理，選取大量工藝參數(shù)做進一步細化的模擬分析，研究單