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高强度船体肋骨加工回弹及旁弯的实验研究

高强度船体肋骨加工回弹及旁弯的实验研究

作者：赵道成武汉理工大学

学位级别：硕士

一直以来,冷弯型钢产品作为重要的结构件,在船舶制造、桥梁、汽车制造等领域得到了广泛的应用。冷弯型钢单位重量的断面性能优于热轧型钢产品,并且具有很高的表面光洁度和尺寸精度,因此冷弯型钢代替热轧型钢可以取得节约钢材又节省能源... 详细信息

一直以来,冷弯型钢产品作为重要的结构件,在船舶制造、桥梁、汽车制造等领域得到了广泛的应用。冷弯型钢单位重量的断面性能优于热轧型钢产品,并且具有很高的表面光洁度和尺寸精度,因此冷弯型钢代替热轧型钢可以取得节约钢材又节省能源的双重效果。使用肋骨冷弯机加工船体型材构件,具有成形快、质量高的优点,能够缩短产品制造周期、提高生产效率。随着船舶事业的快速发展,以及船舶尺度越来越大,人们对应用高强度钢的认识逐步提高,高强度钢在船体结构中得到了广泛的应用。在钢材冷加工方面,有关塑性加工、金属压力加工、板料冲压加工的研究,已经比较深入,但是专门针对船舶与海洋结构物的却很少。本课题对高强度型钢(以肋骨为例)的回弹与旁弯进行分析研究,在对比一般强度船体结构用钢的基础上,得到关于高强度船体肋骨加工回弹与旁弯的研究成果,以填补高强度肋骨冷加工的空白。本文的主要内容有以下几个方面: 第1章:简要阐述了肋骨加工的方法,以及高强度船体肋骨加工研究的现状和冷弯加工型钢时的特点、现象;第2章:高强度船体结构用钢与一般强度船体结构用钢的对比:主要是从数据上,比较两者在冷弯加工成形中的力学性能、延伸率、化学成分等几个主要方面;第3章:高强度船体肋骨冷弯加工时,其回弹规律的实验计算:进行了高强度船体肋骨冷弯加工时回弹量的实验和计算,并推导了高强度肋骨回弹量的表达式,得到关于高强度肋骨冷弯加工回弹规律的有关结论;第4章:高强度船体肋骨冷弯加工时,其旁弯规律的实验计算:进行了关于消除高强度船体肋骨加工时旁弯变形的理论计算,并通过实验测量,得到了在实际生产中高强度船体肋骨旁弯变形的有关规律;第5章:总结高强度船体肋骨的回弹、旁弯等变形的计算方法和规律,并提出一些控制回弹、旁弯等有害变形的措施。

关键词：高强度钢肋骨冷弯回弹旁弯

船舶肋骨（球扁钢）冷弯成形中旁弯的数值模拟

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船舶肋骨（球扁钢）冷弯成形中旁弯的数值模拟

作者：张广飞武汉理工大学

学位级别：硕士

船舶肋骨大多由球扁钢、角钢弯曲加工而成。球扁钢类非平直的船体型材构件一般均需进行塑性弯曲成形加工,以便得到所要求的空间形状,其中以肋骨的弯曲工作量最大。由于这类型材的截面不对称,弯曲加工时,加载弯曲力矩时会同时产生水平弯... 详细信息

船舶肋骨大多由球扁钢、角钢弯曲加工而成。球扁钢类非平直的船体型材构件一般均需进行塑性弯曲成形加工,以便得到所要求的空间形状,其中以肋骨的弯曲工作量最大。由于这类型材的截面不对称,弯曲加工时,加载弯曲力矩时会同时产生水平弯矩分量和垂向弯矩分量,因而在形成水平弯曲变形的同时也形成垂向弯曲变形,即是“旁弯”。旁弯作为一种有害变形,使矫正工作量增大。因此,如何采取措施来减小或者消除旁弯,从而提高肋骨成形质量,一直是造船界比较关心和重视的问题。对于日趋使用广泛的高强度船体肋骨球扁钢,研究其旁弯变形规律将更具有实际意义。本文采用ANSYS LS-DYNA数值模拟与实验验证相结合的方法,对船用球扁钢弯曲过程中的旁弯现象进行研究,以分析模拟方法的可行性。具体研究内容如下：分析了球扁钢的相对弯曲半径与旁弯量之间的关系。当相对弯曲半径大于10时,相对弯曲半径越小,旁弯量越大。当相对弯曲半径小于10时,旁弯会迅速增大,成形质量变差。分析了腹板板厚与旁弯量的关系。球扁钢在相对弯曲半径一定时,腹板越厚,旁弯越小。分析了支点间距与旁弯量的关系。球扁钢在相对弯曲半径一定时,支点间距越大,旁弯越大,但减小间距可能使弯模承受更大的冲压力。分析了两侧夹头的夹紧力与旁弯量的关系。当夹紧力比较小以致型材与夹头有相对滑移时,旁弯量会明显增大;增加夹紧力可以减少旁弯。分析了反弯时的旁弯和起皱情况,反弯时两侧夹头与中间夹头夹紧腹板可有效抑制旁弯与起皱。腹板板厚越大,起皱越小。支点间距越小,起皱越小。球扁钢截面的变形程度会随着相对弯曲半径的变小而变大。通过弯曲加工试验,对比了旁弯趋势以及旁弯数据。试验结果与模拟结果较接近,说明了用数值模拟的方法分析旁弯大小、旁弯变化趋势是可行的。旁弯的模拟值比试验值偏大,说明实际的球扁钢存在加工硬化现象。

关键词：船舶冷弯旁弯数值模拟

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船舶肋骨（角钢）冷弯成形中旁弯的数值模拟

船舶肋骨（角钢）冷弯成形中旁弯的数值模拟

作者：安雷武汉理工大学

学位级别：硕士

船舶肋骨加工成形的质量将直接影响船体的建造质量,因此,如何提高肋骨成形质量,一直是造船界比较关心和重视的问题。船舶肋骨大多由角钢、球扁钢弯曲加工而成。在加工过程中,不仅存在着回弹、起皱等缺陷,还存在非对称截面型材特有的“... 详细信息

船舶肋骨加工成形的质量将直接影响船体的建造质量,因此,如何提高肋骨成形质量,一直是造船界比较关心和重视的问题。船舶肋骨大多由角钢、球扁钢弯曲加工而成。在加工过程中,不仅存在着回弹、起皱等缺陷,还存在非对称截面型材特有的“旁弯”现象,一般要采取一些措施来减小或者消除旁弯。武汉理工大学交通学院造船工艺及设备研究所研制的肋骨冷弯机在世界上整体水平较高。其中SKJXS-100型机械手肋骨冷弯机是一种三支点弯曲原理肋骨冷弯机,它采用垂向预弯的方法来消除旁弯变形。由于型材在弯曲前旁弯的大小很难准确预估,操作人员通常取固定值作为垂向预弯的大小。然而,非对称截面型材在不同曲率半径下的弯曲加工,旁弯大小不同,以固定值作为垂向预弯的大小影响了肋骨最终的成形质量。本文针对船舶肋骨（75×50×6的船用角钢）的旁弯大小进行研究,一部分工作是采用数值模拟的方法模拟肋骨成形过程;另一部分采取试验验证的方法验证模拟的可行性,然后进行下一步的模拟分析。具体研究内容如下：（1）分析了正弯时角钢弯曲曲率与旁弯大小的关系。角钢的弯曲曲率半径在不小于1m的条件下,旁弯随弯曲随曲率半径的减小而变大;而曲率超过一定值,旁弯不再增大;（2）分析了支点间距与旁弯大小的关系。角钢在弯曲相同的曲率半径下,支点间距越大,旁弯越大,但减小间距可能使弯模需要更大的冲压力：（3）两侧夹头夹紧腹板有利于减小旁弯和回弹;在反弯时还有抑制起皱的作用。（4）角钢截面的变形程度随着弯曲曲率的增大而变大,轴向拉力会加剧截面变形。以上旁弯的变化规律可以为船舶肋骨加工垂向预弯的大小作为参考。由于建立模型时存在一些不确定因素,上面的模拟结果是进行了一定假设的结果。

关键词：造船肋骨弯曲旁弯数值模拟

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非对称型材弯曲加工消除旁弯的弯矩计算

武汉理工大学学报(交通科学与工程版) 1986年第4期 47-52页

作者：王呈方武汉水运工程学院造船工艺及设备教研室

本文就非对称型材弯曲加工中的弯矩与弯曲曲率的关系进行了说明,并给出了塑性弯曲时消除旁弯的弯矩计算方法,它对于定性或初步定量分析非对称型材弯曲回弹后,获得所需曲率的无旁弯构件的弯曲加工,有一定意义。

关键词：旁弯垂向曲率非对称型材塑性弯曲弯矩计算

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角钢弯曲加工消除旁弯的弯矩计算

企业家天地(下半月刊) 2006年第9期 193-194页

作者：刘贤波珠海格力电器股份有限公司

通过对弯矩的计算,消除角钢弯曲加工中的旁弯现象,以提高角钢弯制工艺水平。

关键词：旁弯弹性弯曲塑性弯曲弯矩

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窄长厚板条的无旁弯气割

冶金设备 1986年第1期 59-60页

作者：丁荣生

用氧-乙炔焰将钢板切割成板条,由于吸收了切割时的热量而使板条产生旁弯,必须经过矫正或切削加工后才能使用。板条越窄、越长,旁弯越大,切割后的加工量也越大。上海宝钢总厂引进的36吨翻斗车装货箱(主要用于承接初轧钢坯的料头。钢坯... 详细信息

用氧-乙炔焰将钢板切割成板条,由于吸收了切割时的热量而使板条产生旁弯,必须经过矫正或切削加工后才能使用。板条越窄、越长,旁弯越大,切割后的加工量也越大。上海宝钢总厂引进的36吨翻斗车装货箱(主要用于承接初轧钢坯的料头。钢坯料头最大重3吨,落下高度约3米,要求箱斗有足够的抗冲击性能),采用窄条厚钢板交叉铆接结构。板条宽度多为150毫米,长度是宽度的10倍,许多板条的长度是宽度的20倍。宝钢总厂要求我厂制作的备用箱斗,板条上不准有旁弯和锐角塌陷现象。用通常的气割方法割出的板条,必然产生旁弯,必须矫正,矫正以

关键词：旁弯板条割缝

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船舶肋骨冷弯中旁弯的有限元模拟分析研究

船海工程 2011年第3期40卷 40-43页

作者：安雷胡勇武汉理工大学交通学院武汉430063

以船舶肋骨使用的角钢为对象,采用ANSYS/LS-DYNA模拟其弯曲加工过程中旁弯大小与弯曲曲率的关系。利用船用角钢冷弯加工过程的分析模型,模拟角钢正弯、反弯过程中变形情况,并用实验验证模拟结果的可靠性。模拟结果表明:在一定曲率范围内... 详细信息

以船舶肋骨使用的角钢为对象,采用ANSYS/LS-DYNA模拟其弯曲加工过程中旁弯大小与弯曲曲率的关系。利用船用角钢冷弯加工过程的分析模型,模拟角钢正弯、反弯过程中变形情况,并用实验验证模拟结果的可靠性。模拟结果表明:在一定曲率范围内,旁弯有随着曲率增大而增大的趋势;正弯实验中的角钢旁弯大小与模拟的旁弯大小比较接近;反弯实验中的旁弯变形与腹板起皱情况与模拟情况相似。说明用数值模拟的方法分析旁弯的变化是可行的。

关键词：船舶肋骨旁弯有限元法 ANSYS/LS-DYNA

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桥式起重机主梁旁弯的矫正

中氮肥 1989年第2期 116-117页

作者：周大明济南化肥厂

我厂有两台抓斗桥式起重机,其跨度为28.5米,起重量5吨。由于运输、存放等原因,安装前检查发现两台起重机的主梁产生了不同程度的向内侧水平方向的弯曲,最大偏差值达21毫米。由于桥架的水平弯曲也引起小车轨道的同向弯血,这样,在小车运... 详细信息

我厂有两台抓斗桥式起重机,其跨度为28.5米,起重量5吨。由于运输、存放等原因,安装前检查发现两台起重机的主梁产生了不同程度的向内侧水平方向的弯曲,最大偏差值达21毫米。由于桥架的水平弯曲也引起小车轨道的同向弯血,这样,在小车运行时将会发生“啃道”甚至脱轨事故。为此。对变形的桥架我们采用火焰矫正法矫正,取得了满意效果。

关键词：旁弯加热区火焰矫正法

轮式起重机吊臂旁弯问题产生的原因和解决方法

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建设机械技术与管理 2016年第10期29卷 53-55页

作者：奉华中联重科股份有限公司

针对轮式起重机吊臂旁弯可能产生的主要原因进行分析,并提出解决方法。

关键词：起重机吊臂旁弯产生原因解决方法

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