Новости

Jul 24, 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

319 Доступов

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.