船體板冷壓成形的回彈研究.pdf

1、當前,國際造船技術正全面向自動化和數控化邁進,而對三維船板的加工國內外船廠仍舊延用人工操控壓力機與水火彎曲相結合的模式,生產效率較低且難以實現(xiàn)自動化,成為現(xiàn)代造船中的瓶頸。以方形壓頭可調活絡模具板材三維曲面成形方法為基礎的船體外板三維曲面數控彎板機能夠通過計算機控制系統(tǒng)完成三維曲面的冷壓成形,有效減少人力投入,提高生產效率;該成形方法或將成為實現(xiàn)船板加工自動化和數控化的重要途徑。
　　對于板材冷壓成形而言,回彈是影響板材成形精度最

2、主要的因素,研究回彈預估方法、探討回彈規(guī)律進而尋求合適的回彈控制技術是提高成形件形狀精度的重要途徑,也是船板數控彎板機必須要解決的問題。
　　本文以SKWB-400型數控彎板樣機為原型,根據其工作面結構特點和成形方式建立了板材冷壓成形分析的數值模型,并對數值模型的關鍵問題進行了分析,確立了適用于活絡方形壓頭模具板材冷壓成形回彈預估的數值模擬方法。以球面件和馬鞍面件冷壓成形為研究對象,采用有限元方法模擬其加載成形和卸載回彈過程,選擇

3、板材厚度和成形件的變形量作為變量,分析其對回彈的影響規(guī)律,與此相應地進行了船板彎曲的試驗測量以保證模擬結果的可靠性。研究表明,成形件的變形量和板厚對板材回彈影響顯著,并且對球形件和馬鞍面件的回彈影響規(guī)律不同:球面件的回彈量會隨著變形量的增大而減小,隨著板厚的增加而減小,減小的趨勢逐步趨于平緩;馬鞍面件的回彈量變化趨勢隨位置而異,主要取決于變形量和模具合模的順序的共同作用。
　　此外,根據方形壓頭活絡模具模面快速可調的特點以及船體板

4、在該冷壓成形方式下的回彈規(guī)律,本文首次提出了運用于船板回彈控制的逐步逼近彎曲法,并進行了相關的馬鞍面逐步逼近彎曲試驗。板材逐步逼近彎曲法是通過控制板材有限個點的形狀位置來控制回彈,采用閉環(huán)控制的思想,根據成形誤差,數次調形逼近彎曲直至滿足形狀精度要求。結果表明逐步逼近彎曲法能夠有效控制船體板三維曲面成形回彈誤差,保證形狀精度,適合于在線快速解決小批量船體板的回彈問題。最后,以球面件的回彈模擬結果為對象,分析討論了逐步逼近系數C與板材回彈