May 10, 2023
Прогнозирование линейной нагревательной деформации листового металла на основе МАСО
Научные отчеты, том 13,
Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 1252 (2023) Цитировать эту статью
321 Доступ
1 Альтметрика
Подробности о метриках
Для улучшения нагрева и формовки линии был предложен метод прогнозирования, основанный на улучшенном алгоритме роя сальпов (ISSA) и машине экстремального обучения (ELM). Сначала было проведено трехмерное переходное численное моделирование нагрева и формовки линии с использованием метода конечных элементов, а также изучено влияние параметров обработки на деформацию. Во-вторых, на основе данных моделирования была создана модель прогнозирования для сети ELM, а обучающая сеть спрогнозировала деформацию листов корпуса. Кроме того, при рассмотрении недостатков ELM были изучены оптимизация роевого интеллекта, оптимизация роя частиц (PSO), алгоритм оптимизации чайки (SOA) и алгоритм роя сальпов (SSA), и был предложен ISSA. Входные веса и смещения скрытых слоев модели ELM были оптимизированы для повышения стабильности результатов прогнозирования с использованием подходов PSO, SOA, SSA и ISSA. Наконец, было показано, что эффект прогнозирования модели ISSA-ELM был превосходным путем сравнения и анализа эффекта прогнозирования каждой модели прогнозирования для нагрева и формования линий.
Пластина корпуса является важной частью основной конструкции корабля. Его функция — обеспечить водонепроницаемость корпуса, дать кораблю возможность плавать на воде и выполнять транспортную функцию. Существует два основных метода изготовления изогнутых судовых плит: холодная штамповка и горячая штамповка. При холодной штамповке нагрузки обычно применяются за счет гидравлического давления или давления роликов для достижения желаемого состояния деформации. Горячая штамповка передает тепло к поверхности листового металла, что приводит к температурному градиенту, который в конечном итоге приводит к локальной деформации пластины. В настоящее время основным методом обработки неразвертывающихся поверхностей является поточный нагрев и формовка. Технология линейного нагрева в настоящее время используется для изготовления больших корпусов и сложных изогнутых поверхностей. Его преимущества заключаются в широком спектре применения, низкой стоимости, высокой гибкости и адаптируемости. Однако в настоящее время эта техника в основном выполняется вручную квалифицированными рабочими. Этот процесс страдает от нехватки опытных рабочих, трудностей с обучением рабочих, большой рабочей нагрузки, плохих условий труда и высокой трудоемкости. Поэтому необходимо изучить связь между параметрами обработки и деформацией листа.
К факторам, которые могут повлиять на деформацию корабельной плиты, относятся скорость перемещения источника тепла, интенсивность нагрева и режим нагрева. Чой1,2 изучал распределение температуры нагретых пластин. Также было изучено влияние параметров обработки на температуру. Результаты показали, что пиковая температура снижается с увеличением скорости источника тепла. Ци3 считал, что путь нагрева приведет к неравномерной деформации. Явление изучалось методом численного моделирования. Также была предложена технология нагрева линии с регулируемой скоростью. Жу4 провел численное исследование распределения мощности с учетом метода связи температурных характеристик материалов. Хуан5 предложил метод динамического уточнения сетки, основанный на многоуровневом уточнении, применил его для создания переходного термодинамического решения для линейного отопления и доказал осуществимость метода. Xu6 вывел формулу для эффективности поглощения тепла пластиной на основе метода конечных объемов. Это послужило отправной точкой для анализа рассеяния тепла от источника тепла в воздухе. Акияма7 исследовал влияние взаимодействия нескольких нагревательных проводов на деформацию листа. Дэн8,9 предложил упругий метод конечных элементов для прогнозирования структурной деформации при крупномасштабной сварке. Сварочная деформация изогнутой пластинчатой конструкции прогнозировалась методом упругих конечных элементов. Основываясь на теории естественной деформации, Хуан10 использовал локальную твердотельную модель и модель всей оболочки для быстрого прогнозирования деформации тонких пластин, сваренных лазером. Хан11 проанализировал распределение деформации в нагретой и ненагретой зоне на основе одиночных и нескольких горелок. На основе приведенных выше исследований в данной статье проводится эксперимент по моделированию линейного нагрева листового металла.