摘要：借鉴插补原理,对传统船体复杂曲面加热线布置进行优化设计,得到圆弧形板、s形板、帆形板和马鞍板4种加热线。采用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,分析4种加热线下钢板的变形情况,并通过试验检验了插补形式下的船体曲面成形效果。结果表明:利用插补算法得到的船体曲面加热线路程比传统加热线路程节约25%以上;对有限元计算位移进行曲面拟合,得到的预测模型与实际船体曲面基本一致;有限元预测位移与4种曲面加热线的试验值相比,二者误差在10%左右,有限元计算与试验结果基本吻合;该方法可降低加工时间,提高加工效率。

摘要：为解决船用中厚钢板复杂曲面成形的问题,采用高频感应加热热源的热应力成形技术,探究了大尺寸钢板弯曲成形的重要影响因素。借助COMSOL Multiphysics多物理场仿真平台,分析了加热时间、自重、频率和加热功率4个因素对大尺寸钢板弯曲成形的影响。并通过实验验证了有限元仿真的有效性。仿真与实验结果表明：加热2 s后,钢板上表面温度和应力均有明显增加,并开始出现塑性变形;当钢板上表面最大温度达400℃之后,自重对大尺寸钢板弯曲位移有显著影响;与低频加热相比,当加热时间相同时,频率高的升温较快,但冷却时的降温也较快;随着加热时间增加,Y向位移与功率关系出现＂反转＂现象,为确定钢板曲面成形最佳加热时间提供理论依据。

摘要：为有效解决船用中厚钢板复杂曲面加工问题,研究空气冷却(空冷)、正面水冷和反面水冷方式对大尺寸钢板弯曲成形的影响因素。首先采用COMSOL Multiphysics仿真平台模拟电磁感应加热和冷却变形多物理场同步耦合过程,然后分析各种因素对大尺寸钢板弯曲成形的影响,最后通过试验验证有限元模型的可靠性,并对感应加热弯曲成形效果进行评估。结果表明:相对于水冷,空气冷却对钢板Y向位移改变效果显著;相对于空气冷却,水冷对钢板角位移的改变影响明显;当频率为50 k Hz时,电流频率对表面温度和角位移影响显著;当钢板长宽比不小于1∶2时,Y向位移的增加比较显著;当长宽比约为1∶1时,角位移的改变比较明显。