电磁力辅助水火弯板工艺电路参数影响规律研究.pdf

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1、汪骥，等：电磁力辅助水火弯板工艺电路参数影响规律研究·39·电磁力辅助水火弯板工艺电路参数影响规律研究骥1，刘玉君1，刘强1，张利军2，石兵1(1．大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，辽宁大连116024；2．中远船务工程集团有限公司技术中心，辽宁大连116600)提要提出了在水火弯板过程中利用跟踪的电磁线圈在钢板内产生电磁力来促进钢板变形的新方法，基于电磁力辅助装置的电路设计，建立了二维电路一磁场耦合分析的有限元模型，输入电路参数后能够计算出钢板内径向电磁力和轴向电磁力的大小和分布。在此基础上，通过改变模型的电路参数，研究了充电电路储能电容电压和放电电路电阻、电容和电

2、感等电路参数对电磁力大小和分布的影响规律，对优化电磁力辅助水火弯板工艺电路参数、建立电磁力辅助装置和确定线圈布置位置等具有重要的指导意义。关键词水火弯板电磁力曲面成形电路参数中图分类号U671文献标识码ACircuitDesignonElectromagneticForceAidedLine—heatingWANGJil，LIUYu-junl，LIUQian91，ZHANGLi_jun2，SHIBin91(1．StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，FacultyofVehicleEngineer

3、ingandMechanics，DepartmentofNavalArchitecture，DalianLiaoning1l6024，China；2．TechnicalCenter，COSCOShipyardGroupCo．，Ltd．，DalianLiaoning116600，China)Abstr躯tAnewplateformingtechniquenamedelectromagneticforceaidedline—heatingisintroducedthataelectromagneticcoilisusedduringthe1ine—heatingprocesstog

4、eneratee—lectromagneticforcetofurthertheformationofsteelplate．Basedonthecircuitdesignresultofelectromagneticforcedevice，afiniteelementmodelofcircuit—magneticanalysisisestab—lishedtocalculatethevaluesanddistributionsoftheradialandaxialelectromagneticforces．Thentheinfluencesbetweenelectromagne

5、ticforceandvoltage，loopresistance，energystor—agecapacitorandloopinductanceareresearchedbychangingthecircuitparametersinanalysismodel．Theresultshaveimportantdirectivetooptimizethecircuitparameters，buildelectro—magneticforcedeviceandarrangethecoilinthefurtherresearches．KeywordsLine—heatingElec

6、tromagneticforceCurvedsurfaceformingCircuitDarameter引言传统的水火弯板加工工艺具有很多优点：适用范围广泛、成本较低廉、操作相对灵活及适于多种曲面形状的成形加工等，是目前各船厂加工船体大型基金项目：船体复杂曲面板电磁力辅助线加热成形方法基础研究(项目编号：51009025)。作者简介：汪骥(1978一)，男，副教授，博士。复杂曲面钢板主要成形方式，又由于该项工艺：变形影响因素多、效率较低、加工精度难控制和成形规律难以掌握等问题，因而一直都是世界造船界研究的热点，在日本、韩国等造船技术先进国家，对该项工艺研究一直投入大量基金进行研

7、究n’2]，通过研究各种热源形式下钢板的变形机理和变形规律，以此研究工艺参数的自动化加工设备和预报方法[3“]。然而，传统水火弯板工艺是利用局部加热和冷却过程中钢板内部产生的热应力来实现弯曲变形，很多情造船技术2014年第2期(总第318期)况下难以达到成形要求，例如钢板厚度较厚或者钢板曲率变化较大的船体艏艉部外板、对加热温度有严格要求的高强度钢板等。电磁力辅助水火弯板工艺是在水火弯板过程中施加外力来促进钢板成形的新方法[6]，其基本原理是：钢板上方放置电磁线圈，并使线圈在加工过程中一直处于