船舶肋骨角钢冷弯成形中旁弯的数值模拟.pdf

武汉理工大学硕士学位论文船舶肋骨(角钢)冷弯成形中旁弯的数值模拟姓名:安雷申请学位级别:硕士专业:船舶与海洋结构物设计制造指导教师:胡勇20100501武汉理工人学硕十学位论文摘要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。,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~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lm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,支点问距越大,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,数值模拟武汉理丁人学硕+学位论文AbstractThequalityofshipframes’shapeprocessingwilldirectlyinfluencetheconstructionqualityofthewholeship,therefore,—-urduringthemachiningprocess,andcertainmeasuresmustbeadoptedtominishoreliminatethedefectsespeciallyforthevertical——bendingmachinesdevelopedintheshipbuildingworkmanshipandequipmentsofTransportationCollege,-100isintheprincipleofthree—pivotbending,itadoptsthebeforehandverticalbendingtoeliminatethevertical-,forprofilessteelwithunsymmetricalsection,theverticalbendingisdifferentatdifferentradiusofbendingcurvature,-bendingof