上海交通大学学报 ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (3): 253-263.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2021.312
所属专题: 《上海交通大学学报》2023年“机械与动力工程”专题
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收稿日期:
2021-08-18
接受日期:
2021-10-08
出版日期:
2023-03-28
发布日期:
2023-03-30
通讯作者:
赵亦希,教授,电话(Tel.):021-34206304;E-mail:作者简介:
刘徐阳(1996-),硕士生,从事船舶薄板焊接结构感应矫平工艺研究.
基金资助:
LIU Xuyang1, CAI Changru1, ZHAO Yixi1(), JU Liyang1,2
Received:
2021-08-18
Accepted:
2021-10-08
Online:
2023-03-28
Published:
2023-03-30
摘要:
电磁感应矫平方法具有效率高、易操作的特点,在薄板矫平工艺中有良好的应用前景.以船厂使用的固定式一字型线圈感应矫平工艺为例,基于COMSOL Multiphysics有限元仿真软件建立了三维电磁-热-力耦合感应矫平有限元模型.该模型输入AH36钢板随温度变化的物理性能,以对接焊件残余应力与焊接变形作为初始状态,采用顺序耦合的方法计算矫平过程中电磁场、温度场与结构场的变化,从而验证了温度场与电磁场在矫平过程的双向耦合关系,得到焊接件在矫平后的变形量.通过自行搭建的感应矫平实验平台测试矫平工艺中的温度变化与变形量,验证了该有限元模型的准确性与有效性.
中图分类号:
刘徐阳, 蔡昌儒, 赵亦希, 鞠理杨. 电磁感应矫平工艺的多物理场耦合仿真研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(3): 253-263.
LIU Xuyang, CAI Changru, ZHAO Yixi, JU Liyang. Multi-Physics Field Coupling Simulation of Induction Leveling Process[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2023, 57(3): 253-263.
[1] | 刘勇, 李勇, 刘海. 豪华邮轮分段薄板焊接变形解决方案[J]. 焊接技术, 2020, 49(9): 119-121. |
LIU Yong, LI Yong, LIU Hai. Solution for welding deformation of segment sheet for luxury cruise liner[J]. Welding Technology, 2020, 49(9): 119-121. | |
[2] |
BARCLAYC J, CAMPBELLS W, GALLOWAYA M, et al. Artificial neural network prediction of weld distortion rectification using a travelling induction coil[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2013, 68(1/2/3/4): 127-140.
doi: 10.1007/s00170-012-4713-z URL |
[3] | 冯敏超, 孙建志, 蒋林勇. 电磁感应加热矫平工艺在船用薄板中的应用[J]. 船海工程, 2021, 50(2): 94-97. |
FENG Minchao, SUN Jianzhi, JIANG Linyong. Application analysis of electromagnetic induction leveling technology in marine sheet[J]. Ship & Ocean Engineering, 2021, 50(2): 94-97. | |
[4] |
LEE Y H. Prediction of plate bending by multi divisional analysis in induction heating[J]. Journal of Ship Research, 2012, 56(3): 146-153.
doi: 10.5957/jsr.2012.56.3.146 URL |
[5] | 杨玉龙, 张雪彪, 刘玉君. 船体板高频感应加热的多场耦合数值分析[J]. 船海工程, 2011, 40(6): 24-27. |
YANG Yulong, ZHANG Xuebiao, LIU Yujun. Numerical analysis of multi-physics coupling for high frequency induction heating of hull plate[J]. Ship & Ocean Engineering, 2011, 40(6): 24-27. | |
[6] | 朱叶, 俞树文, 梁融, 等. 基于磁-热耦合的感应加热过程数值模拟研究[J]. 热加工工艺, 2020, 49(7): 89-92. |
ZHU Ye, YU Shuwen, LIANG Rong, et al. Numerical simulation of induction heating process based on magnetic-thermal coupling[J]. Hot Working Technology, 2020, 49(7): 89-92. | |
[7] | 马骏, 高昊, 盛杰, 等. 可调气隙高温超导直流感应加热样机仿真与实验[J]. 上海交通大学学报, 2017, 51(5): 548-554. |
MA Jun, GAO Hao, SHENG Jie, et al. Experimental and numerical study of the DC induction heater prototype with an adjustable air gap structure[J]. Journal of Shanghai Jiao Tong University, 2017, 51(5): 548-554. | |
[8] | 刘海华, 白云龙, 李亮玉, 等. 薄板焊接变形中频感应矫正技术[J]. 材料科学与工艺, 2020, 28(4): 90-96. |
LIU Haihua, BAI Yunlong, LI Liangyu, et al. Intermediate frequency induction rectification technology for thin steel plate welding distortion[J]. Materials Science and Technology, 2020, 28(4): 90-96. | |
[9] | 王政辉. 基于感应加热的加筋薄板结构焊接变形矫平工艺研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2019. |
WANG Zhenghui. The research of straightening process of stiffened thin-plate structure welding deformation based on induction heating[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2019. | |
[10] | 王旭阳. 钢板感应加热及热弹塑性变形的数值模拟研究[D]. 大连: 大连理工大学, 2004. |
WANG Xuyang. Numerical simulation of steel plate’s induction heating and thermal elasto-plastic deformation[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2004. | |
[11] |
INCE C, CHUGREEVA A, BOHM C, et al. A design concept of active cooling for tailored forming workpieces during induction heating[J]. Production Engineering, 2021, 15: 177-186.
doi: 10.1007/s11740-021-01027-5 |
[1] | 韩贺永1,张建茹1,潘思意1,李玉贵2,马立峰1,刘实睿3. 插装阀阀芯卡紧力特性[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2023, 28(5): 604-610. |
[2] | 张振宁1,刘强2,吕春峰3,毛义梅1,陶卫1,赵辉1. 双线圈电涡流传感器参数优化及精度提高方法研究[J]. J Shanghai Jiaotong Univ Sci, 2023, 28(5): 596-603. |
[3] | 王宇, 刘靖, 马晓燕, 韩静涛. 高强度钢方管局部感应加热数值模拟及实验研究[J]. 上海交通大学学报, 2023, 57(2): 241-252. |
[4] | 马遵农, 张延松, 赵亦希. 多层箔片超声焊接的摩擦能量耗散机理及影响因素研究[J]. 上海交通大学学报, 2022, 56(6): 772-783. |
[5] | 李晓凯, 赵亦希, 于忠奇, 朱宝行, 崔峻辉. 铝合金带筋构件超声辅助旋压仿真研究[J]. 上海交通大学学报, 2021, 55(4): 394-402. |
[6] | 钱鹏, 王国亮, 朱文峰. 柔性变形下车窗升降三维装配公差建模及优化[J]. 上海交通大学学报, 2020, 54(11): 1134-1141. |
[7] | 路平1a,1b,张云开1a,1b,陈波2. 汽车轮辐错距强力旋压成形的有限元仿真[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2015, 49(01): 56-61. |
[8] | 王宁,魏正英,林起崟,陈渭. 时变条件下滑动轴承系统的多物理场耦合分析[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2014, 48(1): 6-11. |
[9] | 刘瑞宏, 李海华, 王庆康. 纳米压印过程中的聚合物流变机理[J]. 上海交通大学学报(自然版), 2012, 46(06): 887-891. |
[10] | 辛文辉,颜国正,王文兴. 胶囊内窥镜无线供能模块的研制 [J]. 上海交通大学学报(自然版), 2010, 44(08): 1109-1113. |
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