JP2000094044A - 線状加熱による板の曲げ加工方法 - Google Patents
線状加熱による板の曲げ加工方法Info
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- JP2000094044A JP2000094044A JP10263117A JP26311798A JP2000094044A JP 2000094044 A JP2000094044 A JP 2000094044A JP 10263117 A JP10263117 A JP 10263117A JP 26311798 A JP26311798 A JP 26311798A JP 2000094044 A JP2000094044 A JP 2000094044A
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- linear heating
- plate
- heat input
- heating
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- Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 有限要素法等の高度の計算処理を必要とせ
ず、高級な計算機を不要とし、実際の作業に即した情報
を、少ないデータに基づき提示できる線状加熱による曲
げ加工方法を提供する。 【解決手段】 板を直線に沿って線状加熱し、熱変形に
より曲げ加工を行う線状加熱による曲げ加工方法におい
て、板の表面と裏面に沿った長さのそれぞれの目標とす
る変化量に対して、予め求めてある線状加熱条件と曲げ
変形量の関係を用いて、線状加熱の線状加熱条件を決定
することを特徴とする線状加熱による板の曲げ加工方法
ず、高級な計算機を不要とし、実際の作業に即した情報
を、少ないデータに基づき提示できる線状加熱による曲
げ加工方法を提供する。 【解決手段】 板を直線に沿って線状加熱し、熱変形に
より曲げ加工を行う線状加熱による曲げ加工方法におい
て、板の表面と裏面に沿った長さのそれぞれの目標とす
る変化量に対して、予め求めてある線状加熱条件と曲げ
変形量の関係を用いて、線状加熱の線状加熱条件を決定
することを特徴とする線状加熱による板の曲げ加工方法
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、金属板等を線状
に加熱して曲げ加工を行う方法に関する。
に加熱して曲げ加工を行う方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】造船分野等では、鋼板を加熱して熱変形
させる曲げ加工が行われている。特に、加熱領域を線状
にする線状加熱方式は、一様な曲げ加工ができるので広
くもちいられている。この方式は、人手により行われて
いたが、作業に熟練を要することや作業効率等の観点か
ら自動化が図られている。
させる曲げ加工が行われている。特に、加熱領域を線状
にする線状加熱方式は、一様な曲げ加工ができるので広
くもちいられている。この方式は、人手により行われて
いたが、作業に熟練を要することや作業効率等の観点か
ら自動化が図られている。
【０００３】特開平５−７６９４７号公報には、初期形
状から最終形状まで強制的に弾性変形させた場合の歪を
有限要素法により計算し、その結果から線状加熱すべき
位置を求める技術が記載されている。この技術では、得
られた歪を板の面内成分と面外曲げ成分に分離し、それ
ぞれの歪が大きい領域について、それら歪の主方向に垂
直な線を線状加熱すべき位置としている。
状から最終形状まで強制的に弾性変形させた場合の歪を
有限要素法により計算し、その結果から線状加熱すべき
位置を求める技術が記載されている。この技術では、得
られた歪を板の面内成分と面外曲げ成分に分離し、それ
ぞれの歪が大きい領域について、それら歪の主方向に垂
直な線を線状加熱すべき位置としている。
【０００４】特開平６−２２６３６０号公報には、やは
り有限要素法を用いて目的固有歪を計算し、必要な加熱
条件を求める技術が記載されている。この技術では、加
熱条件と生成固有歪の関係を、熱弾塑性変形問題をとく
ことにより別途求めておく。また、この関係は加熱線の
本数に応じてそれぞれ求めておき、種々の目的固有歪に
対応させている。
り有限要素法を用いて目的固有歪を計算し、必要な加熱
条件を求める技術が記載されている。この技術では、加
熱条件と生成固有歪の関係を、熱弾塑性変形問題をとく
ことにより別途求めておく。また、この関係は加熱線の
本数に応じてそれぞれ求めておき、種々の目的固有歪に
対応させている。
【０００５】特開平１０−５８０５２号公報には、目標
の板形状を数値化し、その数値を板の形状を表す複数の
特性値に変換し、これらの特性値を満足する１つ又は複
数の線状加熱の位置と曲げ変形量を算出し、予め求めて
ある線状加熱条件と曲げ変形量の関係からこれらの線状
加熱の線状加熱条件を決定する技術が記載されている。
の板形状を数値化し、その数値を板の形状を表す複数の
特性値に変換し、これらの特性値を満足する１つ又は複
数の線状加熱の位置と曲げ変形量を算出し、予め求めて
ある線状加熱条件と曲げ変形量の関係からこれらの線状
加熱の線状加熱条件を決定する技術が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】特開平５−７６９４７
号公報記載の技術は、弾性歪を有限要素法により計算し
ているため、計算時間と計算コストがかかる。有限要素
法による計算は、ＥＷＳ等の高級計算機の使用が必要不
可欠であり、現場で簡単に使用することはできない。ま
た、その場合も計算時間は短いとは言えず、結果が出る
まで曲げ加工の作業を停止せざるを得ない。更にこの技
術では、線状加熱すべき位置は決定できるものの、加熱
条件については別途決定する必要がある。
号公報記載の技術は、弾性歪を有限要素法により計算し
ているため、計算時間と計算コストがかかる。有限要素
法による計算は、ＥＷＳ等の高級計算機の使用が必要不
可欠であり、現場で簡単に使用することはできない。ま
た、その場合も計算時間は短いとは言えず、結果が出る
まで曲げ加工の作業を停止せざるを得ない。更にこの技
術では、線状加熱すべき位置は決定できるものの、加熱
条件については別途決定する必要がある。
【０００７】特開平６−２２６３６０号公報記載の技術
は、やはり有限要素法を用いているため、計算時間と計
算コストがかかる。また、加熱条件と生成固有歪の関係
を理論的に求めているので、必ずしも現実に即した値と
はならない。更に、この関係を、加熱線の本数に応じて
それぞれ求めておく必要があり、簡便な方法とは言い難
い。
は、やはり有限要素法を用いているため、計算時間と計
算コストがかかる。また、加熱条件と生成固有歪の関係
を理論的に求めているので、必ずしも現実に即した値と
はならない。更に、この関係を、加熱線の本数に応じて
それぞれ求めておく必要があり、簡便な方法とは言い難
い。
【０００８】特開平１０−５８０５２号公報記載の技術
では、線状加熱条件と曲げ変形量の関係を蓄積しておく
必要がある。この場合、変形量は板の大きさに依存する
ので、多くのデータを必要とする。
では、線状加熱条件と曲げ変形量の関係を蓄積しておく
必要がある。この場合、変形量は板の大きさに依存する
ので、多くのデータを必要とする。
【０００９】本発明は、有限要素法等の高度の計算処理
を必要とせず、その結果、高級な計算機を不要とし、実
際の作業に即した情報を、少ないデータに基づき提示で
きる線状加熱による曲げ加工方法を提供する。
を必要とせず、その結果、高級な計算機を不要とし、実
際の作業に即した情報を、少ないデータに基づき提示で
きる線状加熱による曲げ加工方法を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、板を直線に
沿って線状加熱し、熱変形により曲げ加工を行う線状加
熱による曲げ加工方法において、板の表面と裏面に沿っ
た長さのそれぞれの目標とする変化量に対して、予め求
めてある線状加熱条件と曲げ変形量の関係を用いて、線
状加熱の線状加熱条件を決定することを特徴とする線状
加熱による板の曲げ加工方法である。
沿って線状加熱し、熱変形により曲げ加工を行う線状加
熱による曲げ加工方法において、板の表面と裏面に沿っ
た長さのそれぞれの目標とする変化量に対して、予め求
めてある線状加熱条件と曲げ変形量の関係を用いて、線
状加熱の線状加熱条件を決定することを特徴とする線状
加熱による板の曲げ加工方法である。
【００１１】この発明では、板の表面・裏面の長さの変
化量から目標とする曲げ変形量に必要な線状加熱条件を
求める。そのために、板厚および入熱量に対して、板の
表面・裏面の長さの変化量、即ち板の表面と裏面の歪み
を予め測定しておき、歪みと板厚および入熱量の関係を
図表化しておくことが望ましい。
化量から目標とする曲げ変形量に必要な線状加熱条件を
求める。そのために、板厚および入熱量に対して、板の
表面・裏面の長さの変化量、即ち板の表面と裏面の歪み
を予め測定しておき、歪みと板厚および入熱量の関係を
図表化しておくことが望ましい。
【００１２】その図表を用いることにより、目標とする
曲げ変形量、即ち板の表面と裏面の歪みに対して、その
板厚の板に必要な入熱量を求めることができる。従っ
て、有限要素法等の高度の計算処理を必要とせず、実際
の作業に即した情報を、少ないデータに基づき提示する
ことが可能となる。
曲げ変形量、即ち板の表面と裏面の歪みに対して、その
板厚の板に必要な入熱量を求めることができる。従っ
て、有限要素法等の高度の計算処理を必要とせず、実際
の作業に即した情報を、少ないデータに基づき提示する
ことが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】ある板厚ｔの板に対して、単位長
さ当りの入熱量ｑで線状加熱したときの上面、下面の歪
みをｇU，ｇLとする。ここで、線状加熱する側の面を上
面（表面）、その反対側の面を下面（裏面）とする。こ
れらは、図１に示すように、変形前後の板の上面の長さ
ｌU1，ｌU2、下面の長さｌL1，ｌL2の差をそれぞれΔｌ
U，ΔｌLとして、次の式で表される。 ｇU＝ΔｌU／ｌU1， ｇL＝ΔｌL／ｌL1 なおここで、上下面の長さｌU1，ｌL1としては、線状加
熱の際のウィービング幅の２倍程度とするのがよい。以
後、ｌU，ｌLを標点間距離と呼ぶ。
さ当りの入熱量ｑで線状加熱したときの上面、下面の歪
みをｇU，ｇLとする。ここで、線状加熱する側の面を上
面（表面）、その反対側の面を下面（裏面）とする。こ
れらは、図１に示すように、変形前後の板の上面の長さ
ｌU1，ｌU2、下面の長さｌL1，ｌL2の差をそれぞれΔｌ
U，ΔｌLとして、次の式で表される。 ｇU＝ΔｌU／ｌU1， ｇL＝ΔｌL／ｌL1 なおここで、上下面の長さｌU1，ｌL1としては、線状加
熱の際のウィービング幅の２倍程度とするのがよい。以
後、ｌU，ｌLを標点間距離と呼ぶ。
【００１４】このようにして得られた板の上面、下面の
歪みｇU，ｇLを、それぞれを縦横軸としてチャートを作
成して測定値をプロットする。このチャートの測定点に
基づき、板厚ｔと入熱量ｑをパラメータとして等高線
（等値線）を描く。このチャートが、線状加熱条件（板
厚ｔと入熱量ｑ）と曲げ変形量（上面、下面の歪み
ｇU，ｇL）の関係を表す図表となる。
歪みｇU，ｇLを、それぞれを縦横軸としてチャートを作
成して測定値をプロットする。このチャートの測定点に
基づき、板厚ｔと入熱量ｑをパラメータとして等高線
（等値線）を描く。このチャートが、線状加熱条件（板
厚ｔと入熱量ｑ）と曲げ変形量（上面、下面の歪み
ｇU，ｇL）の関係を表す図表となる。
【００１５】次に、現在の板の形状と目標とする設計形
状の歪みを板の上面、下面それぞれεU，εLとする。こ
れは、現在の板の形状から設計形状まで変形するときの
変形歪みを表す。この歪みεU，εLは、板の上下面にお
ける現状の標点間距離と目標の標点間距離の差をΔ
ｌU’，ΔｌL’とすると、 εU＝ΔｌU’／ｌU， εL＝ΔｌL’／ｌL となる。
状の歪みを板の上面、下面それぞれεU，εLとする。こ
れは、現在の板の形状から設計形状まで変形するときの
変形歪みを表す。この歪みεU，εLは、板の上下面にお
ける現状の標点間距離と目標の標点間距離の差をΔ
ｌU’，ΔｌL’とすると、 εU＝ΔｌU’／ｌU， εL＝ΔｌL’／ｌL となる。
【００１６】そこで、線状加熱条件と曲げ変形量の関係
（図２）を用いて、測定点（εU，εL）に近い板厚ｔと
入熱量ｑの組合せを探す。ここで、板厚ｔの等高線が近
くに無い場合は、歪み量をＮ分割し（εU／Ｎ，εL／
Ｎ）の点について、板厚ｔと入熱量ｑの組合せを探す。
このようにして、板厚ｔの等高線の近くに来る点の入熱
量ｑを求める。歪み量をＮ分割した場合は、その入熱量
ｑでＮ箇所の線状加熱を行う。
（図２）を用いて、測定点（εU，εL）に近い板厚ｔと
入熱量ｑの組合せを探す。ここで、板厚ｔの等高線が近
くに無い場合は、歪み量をＮ分割し（εU／Ｎ，εL／
Ｎ）の点について、板厚ｔと入熱量ｑの組合せを探す。
このようにして、板厚ｔの等高線の近くに来る点の入熱
量ｑを求める。歪み量をＮ分割した場合は、その入熱量
ｑでＮ箇所の線状加熱を行う。
【００１７】この場合、線状加熱における加熱する線は
互いに干渉しない程度に離すことが望ましい。なお、線
状加熱による温度上昇の範囲は加熱部近傍であり、その
大きさは、次の式で見積ることができる。 薄板： ｑ／（ｃρｔｙ√(２πｅ) ） 厚板：２ｑ／（ｃρｙ2πｅ) ここで、ｑ：入熱量(単位長さあたり熱量)、ｃ：比熱、
ρ：密度、ｔ：板厚、ｙ：加熱線からの距離、ｅ：自然
対数の底である。
互いに干渉しない程度に離すことが望ましい。なお、線
状加熱による温度上昇の範囲は加熱部近傍であり、その
大きさは、次の式で見積ることができる。 薄板： ｑ／（ｃρｔｙ√(２πｅ) ） 厚板：２ｑ／（ｃρｙ2πｅ) ここで、ｑ：入熱量(単位長さあたり熱量)、ｃ：比熱、
ρ：密度、ｔ：板厚、ｙ：加熱線からの距離、ｅ：自然
対数の底である。
【００１８】
【実施例】前述のチャート（図２）について詳細を説明
すると、これらの測定点は、板厚１６mm、２２mmの鋼板
を、３種類の入熱量で線状加熱したときの歪みを測定し
てプロットしたものである。ここで、入熱量は線状加熱
トーチの走行速度で制御し、10800〜27100cal/cmとし
た。
すると、これらの測定点は、板厚１６mm、２２mmの鋼板
を、３種類の入熱量で線状加熱したときの歪みを測定し
てプロットしたものである。ここで、入熱量は線状加熱
トーチの走行速度で制御し、10800〜27100cal/cmとし
た。
【００１９】ここで、板厚２２mmの鋼板に対して、現在
の形状から図中×印の形状（εU，εL）まで変形させる
ことを考える。この場合、×印の形状は板厚２２mmの等
高線が近くに無いので、歪み量を分割する。まず、２分
割してみると、（εU／２，εL／２）の点は図中△印の
点となる。この点は、板厚２２mmの等高線の近くになる
ので、線状加熱条件として採用する。入熱量ｑを求める
と、14000cal/cmとなり、この入熱量で２箇所について
線状加熱すればよいことが分る。
の形状から図中×印の形状（εU，εL）まで変形させる
ことを考える。この場合、×印の形状は板厚２２mmの等
高線が近くに無いので、歪み量を分割する。まず、２分
割してみると、（εU／２，εL／２）の点は図中△印の
点となる。この点は、板厚２２mmの等高線の近くになる
ので、線状加熱条件として採用する。入熱量ｑを求める
と、14000cal/cmとなり、この入熱量で２箇所について
線状加熱すればよいことが分る。
【００２０】
【発明の効果】この発明によれば、板の表面と裏面に沿
った長さの変化量と板厚および入熱量の関係を図表化す
ることで、目標とする曲げ変形量のために必要な線状加
熱条件が容易に得られる。従って、有限要素法等の高度
の計算処理を必要とせず、実際の作業に即した情報を、
少ないデータに基づき提示することが可能となる。
った長さの変化量と板厚および入熱量の関係を図表化す
ることで、目標とする曲げ変形量のために必要な線状加
熱条件が容易に得られる。従って、有限要素法等の高度
の計算処理を必要とせず、実際の作業に即した情報を、
少ないデータに基づき提示することが可能となる。
【図１】変形前後の板の上面の長さおよび下面の長さを
模式的に示す図である。 （ａ）変形前（現在形状） （ｂ）変形後（設計形
状）
模式的に示す図である。 （ａ）変形前（現在形状） （ｂ）変形後（設計形
状）
【図２】線状加熱条件と曲げ変形量の関係を示す図であ
る。
る。
Claims (1)
- 【請求項１】 板を直線に沿って線状加熱し、熱変形に
より曲げ加工を行う線状加熱による曲げ加工方法におい
て、板の表面と裏面に沿った長さのそれぞれの目標とす
る変化量に対して、予め求めてある線状加熱条件と曲げ
変形量の関係を用いて、線状加熱の線状加熱条件を決定
することを特徴とする線状加熱による板の曲げ加工方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263117A JP2000094044A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 線状加熱による板の曲げ加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10263117A JP2000094044A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 線状加熱による板の曲げ加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000094044A true JP2000094044A (ja) | 2000-04-04 |
Family
ID=17385073
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10263117A Pending JP2000094044A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 線状加熱による板の曲げ加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000094044A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002205113A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 線状加熱による金属板曲げ加工方法 |
| JP2004074200A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 曲面を有する金属板の製造方法およびその製造装置並びに曲面を有する金属板 |
| US7431780B2 (en) | 2001-08-03 | 2008-10-07 | Norsk Hydro Asa | Method and apparatus for distorting a workpiece |
| CN106270063A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-04 | 广东工业大学 | 一种水火弯板智能加工高度保持装置及方法 |
| CN106493205A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-15 | 广东工业大学 | 一种加热火枪头的校正方法及装置 |
| CN106734646A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 广东工业大学 | 一种船体复杂外板加工火枪头垂直度保持方法及装置 |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10263117A patent/JP2000094044A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002205113A (ja) * | 2001-01-11 | 2002-07-23 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 線状加熱による金属板曲げ加工方法 |
| JP4743972B2 (ja) * | 2001-01-11 | 2011-08-10 | 株式会社アイ・エイチ・アイ マリンユナイテッド | 線状加熱による金属板曲げ加工方法 |
| US7431780B2 (en) | 2001-08-03 | 2008-10-07 | Norsk Hydro Asa | Method and apparatus for distorting a workpiece |
| JP2004074200A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 曲面を有する金属板の製造方法およびその製造装置並びに曲面を有する金属板 |
| JP4585165B2 (ja) * | 2002-08-13 | 2010-11-24 | 三菱重工業株式会社 | 曲面を有する金属板の製造方法およびその製造装置並びに曲面を有する金属板 |
| CN106270063A (zh) * | 2016-08-18 | 2017-01-04 | 广东工业大学 | 一种水火弯板智能加工高度保持装置及方法 |
| CN106493205A (zh) * | 2016-10-21 | 2017-03-15 | 广东工业大学 | 一种加热火枪头的校正方法及装置 |
| CN106734646A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 广东工业大学 | 一种船体复杂外板加工火枪头垂直度保持方法及装置 |
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