CN115786656A - 一种耐蚀钢火工成形方法及系统 - Google Patents
一种耐蚀钢火工成形方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115786656A CN115786656A CN202211306702.3A CN202211306702A CN115786656A CN 115786656 A CN115786656 A CN 115786656A CN 202211306702 A CN202211306702 A CN 202211306702A CN 115786656 A CN115786656 A CN 115786656A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating
- deflection curve
- corrosion
- resistant steel
- deflection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Control Of Heat Treatment Processes (AREA)
Abstract
本发明涉及一种耐蚀钢火工成形方法及系统，根据设计曲面的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板的第二挠度曲线方程，确定第i条加热线的位置，根据板宽确定加热线的长度，根据板厚以及待加工的挠度确定第i条加热线的加热速度，根据挠度与火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，得到第i条加热线加热后的挠度曲线方程，每得到一条加热线加热之后的挠度曲线方程，均将该挠度曲线方程与第一挠度曲线方程进行比对，以判断是否需要增加加热线的条数，最后得到N条加热线的加热参数，根据N条加热线的加热参数完成对耐蚀钢板的加工。本发明相比于传统火工成形工艺，可提高耐蚀钢板成形效率和精度。
Description
技术领域
本发明涉及船舶与海洋结构物曲板成形领域，特别是涉及一种耐蚀钢火工成形方法及系统。
背景技术
线加热成形技术，俗称火工成形工艺，是目前世界上各大船厂普通采用的加工船体复杂曲面外板的方法，即利用加热源(如氧-丙烯火焰等)对船舶外板沿着线状加热线进行加热，在加热过程中船体外板由于温度上升导致金属膨胀，同时利用冷却水进行跟踪冷却，此时外板被加热部分受冷后迅速收缩，最终外板在加热线附近产生残余热应力和应变，导致船舶曲板发生弯曲变形，从而达到成形要求。
传统火工成形方法对耐蚀钢进行加工时，成形效率低且精度不高，基于此亟需一种耐蚀钢火工成型方法及系统。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐蚀钢火工成形方法及系统，以提高耐蚀钢的成形效率和成形精度。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种耐蚀钢火工成形方法，包括：
步骤1、获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程；
步骤2、根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置；
步骤3、判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行步骤4，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热速度、加热位置和加热线长度；
步骤4、根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置；
步骤5、根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度；
步骤6、根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程；所述关系数学模型根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到；
步骤7、令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程等于所述第三挠度曲线方程，并执行步骤2。
可选的，所述方法还包括：
步骤8、计算成形耐蚀钢板沿板长方向的第四挠度曲线方程，所述成形耐蚀钢板是根据N条所述加热线的加热参数控制火工成形设备对所述待加工耐蚀钢板进行加工后得到的；
步骤9、根据所述第一挠度曲线方程和所述第四挠度曲线方程，计算所述第一挠度曲线和第四挠度曲线之间距离的最大值，并判断所述最大值是否小于预设挠度检测误差值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则结束，得到加工好的耐蚀钢板；否则，执行步骤10；
步骤10、确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置；
步骤11、令所述第二位置＝所述第一位置，并执行步骤4。
可选的，所述根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度，具体包括：
确定所述最大值为所述第i条加热线待成形的挠度；
根据所述第i条加热线待成形的挠度确定第i条加热线的第一加热速度；
根据所述待加工耐蚀钢板的板厚确定第i条加热线的第二加热速度；
选取所述第i条加热线的第一加热速度和第二加热速度中的较大值为第i条加热线的加热速度。
可选的，所述第i条加热线与耐蚀钢板两个宽边的垂直距离均大于设定阈值。
可选的，各所述加热线的位置均不重合。
本发明还提供一种耐蚀钢火工成形系统，包括：
第一及第二挠度曲线获取模块，用于获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程；
第一位置确定模块，用于根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置；
第一判断模块，用于判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行“根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置”，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热速度、加热位置和加热线长度；
加热位置确定模块，用于根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置；
加热长度和加热速度确定模块，用于根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度；
第三挠度曲线方程获取模块，用于根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程；所述关系数学模型根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到；所述火工成形加工影响因素包括板长、板宽、曲率半径、板厚、加热线位置和加热线长度；
第一反转模块，用于令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程＝所述第三挠度曲线方程，并执行“根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置”。
作为一种可选的实施方式，所述系统还包括：
第四挠度曲线方程计算模块，用于计算成形耐蚀钢板沿板长方向的第四挠度曲线方程，所述成形耐蚀钢板是根据N条所述加热线的加热参数控制火工成形设备对所述待加工耐蚀钢板进行加工后得到的；
第二判断模块，用于根据所述第一挠度曲线方程和所述第四挠度曲线方程，计算所述第一挠度曲线和第四挠度曲线之间距离的最大值，并判断所述最大值是否小于预设挠度检测误差值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则结束，得到加工好的耐蚀钢板；否则，执行“确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置”；
第二位置确定模块，用于确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置；
第二反转模块，用于令所述第二位置＝所述第一位置，并执行“根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置”。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种耐蚀钢火工成形方法及系统，根据设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程，确定第i条加热线的位置，根据待加工耐蚀钢板的宽度确定加热线的长度，根据待加工耐蚀钢板的厚度以及待加工的挠度确定第i条加热线的加热速度，根据挠度与火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，得到第i条加热线加热后的挠度曲线方程，每得到一条加热线加热之后的挠度曲线方程，均将该挠度曲线方程与设计曲面的第一挠度曲线方程进行比对，得到这两条曲线方程距离的最大值，根据最大值与预设挠度检测误差值的对比结果，判断是否需要增加加热线的条数，当最大值小于预设挠度检测误差值时，则不需要再增加加热线条数，得到N条加热线的加热参数，根据N条加热线的加热参数即可完成对耐蚀钢板的加工。本发明上述方法相比于传统火工成形方法可提高耐蚀钢成形工艺参数的预报精度，并提高耐蚀钢成形效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的船舶双曲度外板的成型过程；
图2为本发明提供的线加热产生的变形图；
图3为本发明提供的耐蚀钢火工成形方法流程图；
图4为本发明提供的初始曲面和设计曲面挠度沿板长方向分布图；
图5为本发明提供的第1条加热线模拟加热后产生的挠度沿板长方向分布图；
图6为本发明提供的第3条加热线模拟加热后产生的挠度沿板长方向分布图；
图7为本发明提供的船体曲板挠度的检测。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
传统火工成形研究通过有限元展开或者几何展开等手段计算设计曲面的局部变形，认为局部变形满足成形要求则整体变形就满足要求。具体通过实验和数值模拟相结合的方法研究火工成形加工的主要影响因素，揭示局部变形的成形机理。开展大量的数值计算和实验得到局部变形和主要影响因素之间关系的规律，据此建立相关的数学模型。根据待加工的局部变形和数学模型研究成形工艺参数预报方法，计算得到火工成形的工艺参数。将计算得到的工艺参数预报结果用于船舶曲板的加工，火工成形一次加工完成后利用三维扫描等手段得到加工后的曲面，曲面匹配判定加工后的曲面是否符合要求，如不符合要求则计算二次加工工艺参数直到加工后的曲面符合要求。每次加工后均需要扫描成形后的曲面。
上述传统方法只考虑局部变形忽略挠度变形，实际二者不等价，会产生误差，影响成形精度；而且，上述展开过程未考虑板厚；再者，耐蚀钢曲板成形车间难以满足三维扫描环境要求，且现有的加工方法中，船厂样板检测结果无法直接用于二次加工参数预报。
本发明的目的是提供一种耐蚀钢火工成形方法及系统，以提高耐蚀钢的成形效率和成形精度。
此外，本发明提供的加工方法，还解决三维扫描在船厂复杂环境的适用性问题，能够将船厂样板检测结果直接快速用于成形效果判定和二次加工参数预报，成形效果判定效率高且与船舶建造质量标准一致。
本发明在耐蚀钢火工成形过程中，直接将挠度与影响因素建立联系，通过数值计算和实验的手段分析挠度和影响因素关系并建立相应的数学模型。结合曲板成形质量检测标准以曲板各位置成形挠度符合成形检测要求和成形时间少为优化目标，考虑水火弯板加工特点、数学模型和加工经验等因素设定约束条件。若各检测位置的挠度偏差均不大于检测标准，则加工曲面达到成形要求，否则判定加工曲面未达到成形要求，将根据耐蚀钢火工成形工艺参数预报思路预报第二次加工参数，将预报结果传输到加工设备，继续加工直到成形符合要求。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
在介绍本申请方案之前需要先介绍船舶双曲度外板的成形过程，如图1所示，一般将根据设计曲面横向曲率分布情况将平面钢板在辊弯机上辊成单曲度的横向弯曲板件。然后根据纵向弯曲分布情况设计线加热成形工艺参数，完成线加热成形过程，线加热成形过程使得曲板沿板长方向产生一定的挠度分布，完成设计的双曲度钢板。上述所提到的挠度如图2所示，为板件板边及板中位置沿板长方向拉一条弦线，沿板长方向分布的弧线和弦线之间的高度差。平面钢板和辊弯后的单曲板板长方向的挠度均为零。线加热成形(水火弯板)工艺的过程是使得沿板长方向各位置的挠度和设计曲面的差值均在船舶曲板成形检测精度要求的范围内。
还需说明的是，本申请的方案不仅限于加工船舶外板，还可用于加工其他采用耐蚀钢板作为原材料的装备。
本实施例提供一种耐蚀钢火工成形方法，请参阅图3，包括：
S1、获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程。
具体的，根据设计曲面型值数据提取沿板长方向的挠度离散数据，基于离散数据点拟合设计曲面的第一挠度曲线方程。
需要说明的是，请参阅图4，待加工的耐蚀钢板在未进行火工成形加工之前为只有横向弯曲的单曲板，即沿板长方向无弯曲，初始曲面的挠度为零，其挠度曲线方程为直线方程。设计曲面为对待加工的耐蚀钢板提前设计的需要加工成的曲面。
S2、根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置。
S3、判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行S4，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热速度、加热位置和加热线长度。
S4、根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置，0＜i≤N。图5示出了未加工前，初始曲面上的第1条加热线的位置。
作为一种可选的实施方式，所述第i条加热线与耐蚀钢板两个宽边的垂直距离均大于设定阈值。
需要注意的是，确定耐蚀钢板的加热线位置时，需要在板长方向扣除加热线左右两侧各阈值范围作为限制区，限制区内不能进行加热，图5示出了限制区域的边缘即限制线的位置。
S5、根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度。
作为一种可选的实施方式，所述根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度，具体包括：
确定所述最大值为所述第i条加热线待成形的挠度；
根据所述第i条加热线待成形的挠度确定第i条加热线的第一加热速度；
根据所述待加工耐蚀钢板的板厚确定第i条加热线的第二加热速度；
选取所述第i条加热线的第一加热速度和第二加热速度中的较大值为第i条加热线的加热速度。
需要说明的是，在本方案之前，已经对耐蚀钢板进行了基本实验，并根据实验数据获得了关于耐蚀钢板的板宽与加热线长度之间的函数关系，因此，当加工过程中，根据板宽以及板宽与加热线长度的关系式即可计算得到加热线长度。
耐蚀钢板第1条加热线的待成型挠度可选为设计曲面的挠度，经过第1条加热线预加工后，待加工的耐蚀钢板有了一定的挠度，拟合其挠度曲线，并计算该挠度曲线的曲线方程与第一设计曲面的第一曲线方程之间的距离，选取距离的最大值为第2条加热线的待成型挠度，根据第2条加热线的待成型挠度计算第2条加热线的第一加热速度。(其中，待成型挠度与第一加热速度之间的关系式也是根据耐蚀钢板的基本实验及数值计算得到的)根据板厚与第二加热速度之间的关系可以获得第2条加热线的第二加热速度。
由于加热速度不仅受待成型挠度的影响还受板厚的影响，因此，需要根据上述两个因素确定最终的加热速度。例如，当根据待成型挠度计算出的加热速度为2mm/s，但是当加热速度为2mm/s时，以待成型耐蚀钢板的板厚进行加热时，会导致耐蚀钢板温度过高，从而影响耐蚀钢板的性能，此时需要选取根据耐蚀钢板的板厚确定的加热速度3mm/s为最终的加热速度。当加热速度越快时，耐蚀钢板的温度越低，当加热速度越慢时，耐蚀钢板的温度越高。
本发明根据待成形的挠度和耐蚀钢板的厚度两个因素来计算每一条加热线的加热速度，在不影响加工后的耐蚀钢板性能的前提下，提高耐蚀钢板的加工效率。
S6、根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程。
其中，挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型可根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到。关系数学模型如下：
wij＝f(L，B，R，tp，lp，l，v，j)
其中，wij为第i条加热线对第j个活络样板位置产生的挠度，可根据板长L，板宽B，曲率半径R，板厚tp，加热线位置lp，加热线长度l，加热速度v，活络样板序号j通过数学模型求得。
由于本实施例中是先通过计算机模拟计算出应当对耐蚀钢进行加工的加热线条数i(经过i条加热线加工后得到的耐蚀钢与设计曲面的挠度差值符合要求)，然后再根据计算出的i条加工线的加热位置、加热速度以及加热线长度数据对待加工的耐蚀钢进行第一次的实际加工。所以S6中所述的第i-1条加热线模拟加热的意思是，并没有进行实际的加工，而是通过计算机模拟计算出根据第i条加热线对耐蚀钢进行加工后应当得到的耐蚀钢板。
S7、令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程＝所述第三挠度曲线方程，并执行S2。
每经过一条加热线模拟加热后，理论上耐蚀钢板的挠度将更接近设计曲面的挠度，图6示出了经过第3条加热线预加工后产生的挠度沿板长方向的分布图。
通过重复执行S2到S7，一共得到N条加热线，理论上经过N条加热线对待加工的耐蚀钢加工之后，得到的耐蚀钢与设计曲面的挠度近似。而实际上进行加工之后得到的耐蚀钢是否符合要求，需要按照上述方案得到的加热数据对耐蚀钢进行实际加工，然后再根据实际加工结果进行判断。
因此，作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：
S8、计算成形耐蚀钢板沿板长方向的第四挠度曲线方程，所述成形耐蚀钢板是根据N条所述加热线的加热参数控制火工成形设备对所述待加工耐蚀钢板进行加工后得到的。
S9、根据所述第一挠度曲线方程和所述第四挠度曲线方程，计算所述第一挠度曲线和第四挠度曲线之间距离的最大值，并判断所述最大值是否小于预设挠度检测误差值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则结束，得到加工好的耐蚀钢板；否则，执行S10。
当第二判断结果为否时，说明经过第一次加工过程中的N条加热线加热之后，实际得到的加热结果并不符合要求，此时需要进行第二次加热，因此，需要获得第二次加热的各加热线的位置、加热长度以及加热速度。后续步骤为获取上述第二次加热的各加热参数的方法。
需要说明的是，如图7所示，经过第一次加工之后，需进行耐蚀钢曲板形状的检测，耐蚀钢板检测前在设计曲板每间隔一定距离(肋位，约700mm)确定活络样板沿板长方向位置，根据设计曲面的形状确定不同位置样板的横向线型，样板可根据横向线型调节形状。样板检测的实质是检验加工曲面和设计曲板是否匹配，判定标准是各活络样板的特征点是否共线。
S10、确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置；
S11、令所述第二位置＝所述第一位置，并执行S4。
作为一种可选的实施方式，各所述加热线的位置均不重合。
为保证材料性能仍然满足要求，进行第二次加工时，一般要求不可在同一位置重复加工。因此，第二次加工时，需要将第一次加工的加热位置作为约束，要求第二次加工位置和第一次加工位置有一定的间距。即：
Dre,min＝min(lre,p-lpi)
Dre,min≥Dlimit,min
其中，Dre,min为二次加工加热线和一次加工加热线间距的最小值，lre,p为补充加热线的位置，lpi为第i条一次加工加热线的位置，Dlimit,min为加热线间距的下限值。
还需要说明的是，当获得的第四挠度曲线与第一挠度曲线距离的最大值处对应的位置点为之前某一加热线的位置点时，可选择第四挠度曲线与第一挠度曲线距离第二大值(仅小于最大值的值)处对应的位置点为下一条加热线的加热点。
二次加工的优化目标一次加工相同，即满足成形精度的前提下尽量减少二次加工时间。以下用re表示二次加工。
Δwre,max＝max(ABS(Δwre,j(l,lp,v)))≤Δwlimit
其中，q为二次加热线总数，k＝1,2,3,...,q为二次加热线序号，n为检测样板的总数，j＝1,2,3,...,n为检测样板的序号，Wre,j为设计曲面要求的各样板检测位置的二次加工待成形挠度，wre,kj为第k条二次加热线在第j个样板位置产生的挠度，
为所有q条二次加热线在第j个样板位置产生的挠度之和，Δwre,j(l,lp,v)为各样板检测位置处挠度的差值，Δwre,max为二次加工后各样板检测位置处的挠度差值绝对值的最大值，Δwlimit为各样板检测位置允许的挠度差值，根据国家和企业相关检验标准指定。tre为单独一条二次加热线的加工时间，Tre二次为总加工时间。
本实施例提供的方法，相比传统火工成形工艺，可提高耐蚀钢厚板和大曲率板成形工艺参数预报精度，进而减少二次加工工作量，可提高耐蚀钢成形效率和精度，减少成形加工工时，节约加工成本；
本实施例中曲板成形检测不是采用三维扫描的方法，而是利用船厂现有的样板检测，样板检测的实质是获得特征位置的挠度。因此，本实施例的耐蚀钢火工成形过程中，解决三维扫描在船厂复杂环境的适用性问题。
虽然现有样板检测结果可用于成形效果判定，但如果成形不合格的再次加工参数是凭借工人经验确定的，检测结果无法用于参数预报。本方案中将挠度和工艺参数建立联系，可根据待成形的挠度预测工艺参数，将船厂样板检测结果直接快速用于成形效果判定和二次加工参数预报，成形效果判定效率高且与船舶建造质量标准一致。
本实施例中整套耐蚀钢火工成形工艺方法可操作性强，与船厂检测等其他工艺流程结合紧密，适用性好。此外，其他船用特殊钢、铝合金等难成形的船舶曲板也可采用这种方法，通用性较高。
实施例2
本实施例提供一种耐蚀钢火工成形系统，包括：
第一及第二挠度曲线获取模块，用于获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程；
第一位置确定模块，用于根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置；
第一判断模块，用于判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行“根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置”，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热速度、加热位置和加热线长度；
加热位置确定模块，用于根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置；
加热长度和加热速度确定模块，用于根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度；
第三挠度曲线方程获取模块，用于根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程；所述关系数学模型根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到；所述火工成形加工影响因素包括板长、板宽、曲率半径、板厚、加热线位置和加热线长度；
第一反转模块，用于令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程＝所述第三挠度曲线方程，并执行“根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置”。
可选的，所述加热线长度及加热速度确定模块，具体包括：
待成形的挠度计算子模块，用于确定所述最大值为所述第i条加热线待成形的挠度；
第一加热速度确定子模块，用于根据所述第i条加热线待成形的挠度确定第i条加热线的第一加热速度；
第二加热速度确定子模块，用于根据所述待加工耐蚀钢板的板厚确定第i条加热线的第二加热速度；
加热速度确定子模块，用于选取所述第i条加热线的第一加热速度和第二加热速度中的较大值为第i条加热线的加热速度。
作为一种可选的实施方式，所述第i条加热线与耐蚀钢板两个宽边的垂直距离均大于设定阈值。
需要注意的是，各所述加热线的位置均不重合。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种耐蚀钢火工成形方法，其特征在于，包括：
步骤1、获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程；
步骤2、根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置；
步骤3、判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行步骤4，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热线的加热速度、加热线的加热位置和加热线长度；
步骤4、根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置，0＜i≤N；
步骤5、根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度；
步骤6、根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程；所述关系数学模型根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到；
步骤7、令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程等于所述第三挠度曲线方程，并执行步骤2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
步骤8、计算成形耐蚀钢板沿板长方向的第四挠度曲线方程，所述成形耐蚀钢板是根据N条所述加热线的加热参数控制火工成形设备对所述待加工耐蚀钢板进行加工后得到的；
步骤9、根据所述第一挠度曲线方程和所述第四挠度曲线方程，计算所述第一挠度曲线和第四挠度曲线之间距离的最大值，并判断所述最大值是否小于预设挠度检测误差值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则结束，得到加工好的耐蚀钢板；否则，执行步骤10；
步骤10、确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置；
步骤11、令所述第二位置等于所述第一位置，并执行步骤4。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度，具体包括：
确定所述最大值为所述第i条加热线待成形的挠度；
根据所述第i条加热线待成形的挠度确定第i条加热线的第一加热速度；
根据所述待加工耐蚀钢板的板厚确定第i条加热线的第二加热速度；
选取所述第i条加热线的第一加热速度和第二加热速度中的较大值为第i条加热线的加热速度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第i条加热线与耐蚀钢板两个宽边的垂直距离均大于设定阈值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，各所述加热线的位置均不重合。
6.一种耐蚀钢火工成形系统，其特征在于，包括：
第一及第二挠度曲线获取模块，用于获取设计曲面沿板长方向的第一挠度曲线方程和待加工耐蚀钢板沿板长方向的第二挠度曲线方程；
第一位置确定模块，用于根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置；
第一判断模块，用于判断所述最大值是否大于预设挠度检测误差值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果为是，则执行“根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置”，否则，得到N条加热线的加热参数，N条所述加热线的加热参数用于对所述待加工耐蚀钢板进行加工；所述加热参数包括：加热速度、加热位置和加热线长度；
加热位置确定模块，用于根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置；
加热长度和加热速度确定模块，用于根据所述待加工耐蚀钢板的板宽计算第i条加热线的长度，根据所述最大值以及所述待加工耐蚀钢板的板厚计算第i条加热线的加热速度；
第三挠度曲线方程获取模块，用于根据挠度和火工成形加工影响因素之间的关系数学模型，计算所述第i条加热线模拟加热后得到的耐蚀钢板沿板长方向的第三挠度曲线方程；所述关系数学模型根据耐蚀钢基本实验的实验数据通过模拟计算得到；所述火工成形加工影响因素包括板长、板宽、曲率半径、板厚、加热线位置和加热线长度；
第一反转模块，用于令i＝i+1，令所述第二挠度曲线方程等于所述第三挠度曲线方程，并执行“根据所述第一挠度曲线方程和所述第二挠度曲线方程，计算第一挠度曲线和第二挠度曲线之间距离的最大值，并确定所述第二挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第一位置”。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
第四挠度曲线方程计算模块，用于计算成形耐蚀钢板沿板长方向的第四挠度曲线方程，所述成形耐蚀钢板是根据N条所述加热线的加热参数控制火工成形设备对所述待加工耐蚀钢板进行加工后得到的；
第二判断模块，用于根据所述第一挠度曲线方程和所述第四挠度曲线方程，计算所述第一挠度曲线和第四挠度曲线之间距离的最大值，并判断所述最大值是否小于预设挠度检测误差值，得到第二判断结果；
若所述第二判断结果为是，则结束，得到加工好的耐蚀钢板；否则，执行“确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置”；
第二位置确定模块，用于确定所述第四挠度曲线中与所述第一挠度曲线距离最大值处对应的位置点为第二位置；
第二反转模块，用于令所述第二位置等于所述第一位置，并执行“根据所述第一位置确定第i条加热线的加热位置”。
8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述加热线长度及加热速度确定模块，具体包括：
待成形的挠度计算子模块，用于确定所述最大值为所述第i条加热线待成形的挠度；
第一加热速度确定子模块，用于根据所述第i条加热线待成形的挠度确定第i条加热线的第一加热速度；
第二加热速度确定子模块，用于根据所述待加工耐蚀钢板的板厚确定第i条加热线的第二加热速度；
加热速度确定子模块，用于选取所述第i条加热线的第一加热速度和第二加热速度中的较大值为第i条加热线的加热速度。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第i条加热线与耐蚀钢板两个宽边的垂直距离均大于设定阈值。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，各所述加热线的位置均不重合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211306702.3A CN115786656A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种耐蚀钢火工成形方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211306702.3A CN115786656A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种耐蚀钢火工成形方法及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115786656A true CN115786656A (zh) | 2023-03-14 |
Family
ID=85433659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211306702.3A Pending CN115786656A (zh) | 2022-10-25 | 2022-10-25 | 一种耐蚀钢火工成形方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115786656A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116702321A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-09-05 | 大连海事大学 | 一种船用高强度钢鞍形板多焰道成形的数值计算方法 |
| CN118010614A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 苏州顶材新材料有限公司 | 共混型互穿网络热塑性弹性体的耐腐蚀性检测方法及系统 |
-
2022
- 2022-10-25 CN CN202211306702.3A patent/CN115786656A/zh active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116702321A (zh) * | 2023-06-08 | 2023-09-05 | 大连海事大学 | 一种船用高强度钢鞍形板多焰道成形的数值计算方法 |
| CN116702321B (zh) * | 2023-06-08 | 2024-01-30 | 大连海事大学 | 一种船用高强度钢鞍形板多焰道成形的数值计算方法 |
| CN118010614A (zh) * | 2024-04-08 | 2024-05-10 | 苏州顶材新材料有限公司 | 共混型互穿网络热塑性弹性体的耐腐蚀性检测方法及系统 |
| CN118010614B (zh) * | 2024-04-08 | 2024-06-07 | 苏州顶材新材料有限公司 | 共混型互穿网络热塑性弹性体的耐腐蚀性检测方法及系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN115786656A (zh) | 一种耐蚀钢火工成形方法及系统 | |
| Paralikas et al. | Investigation of the effect of roll forming pass design on main redundant deformations on profiles from AHSS | |
| JP4752764B2 (ja) | 圧延、鍛造又は矯正ラインの材質制御方法及びその装置 | |
| CN110434390B (zh) | 一种形状不规则钢板的在线定尺智能分段剪切系统，方法及剪切设备 | |
| Liu et al. | A new mathematical model for determining the longitudinal strain in cold roll forming process | |
| JP2021536063A (ja) | 金属製品の製造をモニタリングするための方法および電子デバイス、関連するコンピュータプログラムならびに設備 | |
| Wang et al. | Experiments of double curvature plate bending with induction heating and processing parameters investigation by computational analysis | |
| CN116140382A (zh) | 一种热轧精轧板带材生产过程中轧制力的预测方法 | |
| CN104462646A (zh) | 一种船舶水火弯板的质量评价方法 | |
| Chen et al. | Flower pattern and roll positioning design for the cage roll forming process of ERW pipes | |
| Ma et al. | Shape optimization of thin-walled cross section for automobile body considering stamping cost, manufacturability and structural stiffness | |
| KR102203916B1 (ko) | 판재의 열간 성형 방법 | |
| Laugwitz et al. | Development of levelling strategies for heavy plates via controlled FE models | |
| KR102061900B1 (ko) | 판재의 열간 성형 방법 | |
| CN102009322B (zh) | 一种连接式挂舵臂导流装置的制造方法 | |
| Zhao et al. | Overlapping optimization of hybrid deposited and micro-rolling additive manufacturing | |
| Zhang et al. | Variable span multistep straightening process for long/extra-long linear guideways | |
| CN104930982A (zh) | 一种水火弯板横纵曲率成型评价方法 | |
| KR101620462B1 (ko) | 선박의 곡 부재 열간 가공 방법 및 장치 | |
| KR100911498B1 (ko) | 삼각가열 가열 형상 및 위치 결정시스템 및 그 방법 | |
| Dry et al. | Methods of assessing influence of weld properties on formability of laser welded tailored blanks | |
| Song et al. | Simulation-based study on man-hour estimation for forming curved hull plates | |
| Shin et al. | Kinematic analysis of the process planning for compounding ship hull plates | |
| KR101687975B1 (ko) | 선체 외판 곡면 가열선 산출장치 및 산출방법 | |
| Park et al. | Improved Triangle Heating for Automated Thermal Forming System |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |