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船舶工程:多点成形与模压成形的数值模拟对比研究

2022-09-22
摘要:相较于传统模压成形,多点成形可通过计算机调形软件快速调整基本体点阵中各基本体高度以实现形而变化,一套成形设备便可成形不同尺寸规格的三维曲板。

  【作 者】苏绍娟;姜宇超;熊晓东;倪自强;王天霖

  【引 言】

  多点成形是目前曲板形冷加工的新型成形工艺,它把传统模压成形上下模具离散为排列整齐、高度自由可调的基本体点阵。相较于传统模压成形,多点成形可通过计算机调形软件快速调整基本体点阵中各基本体高度以实现形而变化,一套成形设备便可成形不同尺寸规格的三维曲板。利用基本体群末端形成的包络而可变的特点,多点成形工艺逐渐替代部分传统的模压成形工艺。在满足工件成形质量的同时,多点成形缩短了模具试制周期,节省了高昂的模具制造费用,具有更广泛的适应性[1]。

  船体外板尺寸比较大,成形之后还要焊接型材以及将船板拼接在一起,所以对成形精度要求比较高,其中回弹对船板成形精度的影响最大。船体外板多点成形过程中,板材由于弹性卸载的存在,应力重新分布,普遍存在回弹问题,由于回弹的存在,冲压件的最终形状会发生改变,导致零件尺寸和形状精度达不到要求,当回弹超过允许值后,零件就无法使用了。研究如何控制回弹对船板成形精度的影响具有重要的理论意义和实际的应用价值[2]。

  【结 论】

  通过试验与仿真计算,本文分析了2种成形方式对成形质量与回弹位移量的影响,对现实中的成形技术有一定的参考价值。

  1)对于船用曲板冷加工成形,多点成形工艺是一种经济可行的办法,但与模压成形工艺相比,多点成形工艺也存在一些缺点,如容易产生褶皱、压痕,以及使回弹量增加。

  2)对于应力集中问题,可以在满足制造工艺性和经济性的情况下,采用通过增加压头个数并减小压头面积这一措施进行改善;对于褶皱与压痕问题,可以采取使上下模距离适当大于板厚的措施进行改善。

  3)如果要成形更精准、生产更高质量的板材,可以增大包络而与板的接触而积,可将方形压头的接触板材的4条边优化成圆角,使板材与压头的接触相对柔和,这样可以提高板材的成形质量并有效控制回弹位移量。

  以下是正文:

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