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作者：李梦;孙朋朋;杨世博;吕绍清;王江超;刘敬喜;
单位：华中科技大学船舶与海洋工程学院;中国船舶集团有限公司第七二五研究所;船舶与海洋水动力湖北省重点实验室;
摘要：[目的]板材感应加热弯曲成形精度，直接影响后续曲面分段的装配-焊接工艺尺寸误差、船舶的水动力性能等；感应加热线圈与板材间的空气间隙会显著影响热输入及分布，进而影响板材感应加热弯曲的热-力学响应。[方法]设计厚度为18 mm材质为AH36船板钢的感应加热弯曲成形试验，通过移动小车确保感应加热线圈匀速移动；使用高温胶带将不同厚度的氧化铝陶瓷片固定在感应加热线圈下方，确保感应加热试验过程中的空气间隙一致。感应加热过程中，采用K型热电偶测量关键区域的热循环；船板钢冷却至室温，采用三维扫描仪获取板材面外变形分布。通过自主开发的高效热-弹-塑性有限元程序，再现船板钢感应加热弯曲过程中的热-力学响应，且研究空气间隙对感应加热弯曲的温度场、面内收缩以及横向弯曲的影响规律。[结果]瞬态热-弹-塑性有限元预测的热循环及弯曲变形与实际测量结果高度吻合，验证计算模型及参数的准确性。基于大通量的有限元计算，构建空气间隙，与热输入、船板钢感应加热弯曲热-力学响应特征参数间的数据库。在热源直径为50 mm、加热深度为3 mm的情况下，优化空气间隙为1.61 mm，板材表面峰值温度为870℃；此时，板材可以获得最大的横向弯曲变形和较小的面内收缩变形。[结论]提出的空气间隙对船板钢感应加热弯曲热-力学响应的影响规律以及构建的空气间隙与面外弯曲变形间的数学关系，可为板材感应加热弯曲成形的工艺优化、节能增效提供理论指导。
关键词：感应加热成形;;空气间隙;;热-弹-塑性有限元分析;;热-力学响应;;工艺参数优化
