三維移動(dòng)式感應(yīng)加熱彎板成形有限元模擬研究.pdf

1、熱應(yīng)力成形技術(shù)廣泛的應(yīng)用于汽車、輪船的制造過(guò)程中，板材彎曲成形技術(shù)是其中的重要階段。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，制造業(yè)對(duì)該技術(shù)提出更高的要求，因此高頻感應(yīng)加熱成形技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，為了提高生產(chǎn)效率，適應(yīng)自動(dòng)化生產(chǎn)的要求，編制高頻感應(yīng)加熱彎板成形工藝數(shù)據(jù)庫(kù)迫在眉睫，而高準(zhǔn)確度的有限元模型的建立在后續(xù)大規(guī)模的模擬計(jì)算中起到關(guān)鍵作用。
　　本文首先對(duì)感應(yīng)加熱原理中的電磁場(chǎng)與溫度場(chǎng)有限元理論展開(kāi)研究，利用ANSYS-APDL編程語(yǔ)言建立電磁-熱-應(yīng)力

2、多物理場(chǎng)耦合三維有限元模型，實(shí)現(xiàn)了電磁場(chǎng)、溫度場(chǎng)、結(jié)構(gòu)場(chǎng)多物理場(chǎng)耦合，并且建立了三維移動(dòng)式高頻感應(yīng)磁熱耦合熱源。模型中通過(guò)高溫拉伸實(shí)驗(yàn)采集感應(yīng)加熱鋼板材料的材料參數(shù)，并將測(cè)得材料參數(shù)用于有限元模擬計(jì)算。通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證，本文建立的三維移動(dòng)式高頻感應(yīng)加熱彎板成形有限元模型是具有可行性和可靠性的。通過(guò)改變線圈的熱源移動(dòng)速度、線圈加熱功率、加熱道次來(lái)研究鋼板的彎曲變形情況，研究表明，鋼板彎曲角度θ隨著熱源移動(dòng)速度的增加先略微增大后呈線性減小，鋼板

3、冷卻后曲率半徑隨著熱源移動(dòng)速度先急劇增大后緩慢增大并趨于平穩(wěn);鋼板彎曲角度θ隨著加熱功率的增加先線性增大后增大緩慢并趨于平緩，曲率半徑隨著加熱功率的增大先線性急劇減小后緩慢減小;鋼板的彎曲角度隨著加熱道次的增加而逐漸增大。用驗(yàn)證后的有限元模型進(jìn)行大量的模擬計(jì)算，得出不同功率、不同熱源移動(dòng)速度下鋼板彎曲變形規(guī)律，并編制出加工工藝數(shù)據(jù)表。最后通過(guò)MATLAB優(yōu)化計(jì)算得出本文加工工藝參數(shù)的最優(yōu)值，并得到了彎曲角度、曲率半徑關(guān)于加熱功率、熱源移