[发明专利]温度分布曲线推测方法

说明书

技术领域

本发明涉及推测通过高频感应对平板形钢材进行线状加热(線状加熱)时的温度分布曲线的方法。

本申请要求基于2007年11月21日在日本申请的日本特愿2007-302082号的优先权，在此援用其内容。

背景技术

以往，船体外板等的大型三维曲面的成形在多数情况下是通过线状加热成形。通过线状加热的成形是熟练技术人员通过经验和感觉进行的，但近年来技术人员的高龄化不断发展，生产能力不足开始变得严重。

因此，为了谋求三维曲面成形的自动化的研究开发得到进行，在缓曲面的成形中，通过线状加热的成形自动化已经获得成功。在该方法中，对每个加热条件(线圈样式、激发频率、电流、电压、线圈移动速度等)进行直线加热试验，确定固有应变并数据库化，基于利用该数据库的分析配置加热线。在缓曲面的成形中，加热线的间隔宽，因此各加热部不相互干涉，可以利用前述方法(参照非专利文献1)。

但是，在大曲率面的成形中，存在加热线间隔变窄，或相同位置多次加热，或加热线之间交叉的情况，而且，由于非直线状加热也经常使用，即使与前述那样的加热条件相同，产生的固有应变也不相同。

因此，即使由前述数据库求出的各加热线的加热条件对应的固有应变相重合，实际产生的固有应变也不同。因此，如果基于通过前述直线加热试验确定的固有应变配置加热线，则加工精度超过容许限度，变得劣质。即，在大曲率面的成形(即，加热线间隔窄、或者相重复、加热线之间交叉、加热线为非直线状等条件下的成形)中产生的固有应变与前述通过直线加热试验的固有应变不同，尚未确定。因此，大曲率面的成形未达到自动化。

非专利文献1：石山等，“应用有限元法的(FEM)的自动线状加热弯曲加工法”，石川岛播磨技报1999 Vol.39 No2 P.60-p.64

发明内容

为了实现大曲率面成形的自动化，必须有高精度地评价由基于线状加热的加热源对钢板供热的热弹性塑性分析。

并且，在线状加热中，存在气体加热或高频感应加热等，但以自动化为目的时，由控制或管理的观点考虑，优选使用通过电磁感应进行加热的高频感应加热装置。在高频线圈静止时的感应加热的导热分析中，具有通过使用有限元分析法的软件的电磁场热传导耦合分析等已有的方法。

但是，如果进行高频线状加热的电磁场热传导耦合分析，则需要沿着线圈的移动轨迹配置能表现出0.1mm以下的厚度的发热层的超细密网孔，且空气层也需要啮合至无限远方，因此分析模型变得复杂，分析无法实现。因此，通过感应加热的线状加热时的导热分析不能实现，通过现有的电磁场热传导耦合分析确定大曲率面成形中的固有应变事实上是不能可能的。

不通过前述已有的方法，为了分析在大曲率面的成形中产生的固有应变，消除面向自动化的阻碍，作为其前阶段，首选需要推测利用1根线状加热的热周期(温度分布曲线)。如果能够推测热周期，则基于其能够进行固有应变的确定。但是，现在没有进行利用线状加热的热周期的推测。

本发明是鉴于前述情况而作出的发明，其目的在于提供一种在通过高频感应对板形钢进行线状加热时高精度且有效地推测温度分布曲线(热周期)的方法。

在本发明所述的温度分布曲线推测方法中，为解决前述课题采用以下方法。

本发明所述的热分布曲线推测方法具有以下工序：第一工序，测定通过高频感应对板形钢试验片进行点加热时产生的温度分布曲线；第二工序，通过有限元分析求出通过高频感应对板形钢进行点加热时产生的感应电流分布；第三工序，以初始温度下的初始感应电流分布和前述初始感应电流分布的温度依赖校正系数(温度依存修正係数)的近似式表示前述感应电流分布，并基于在第一工序得到的温度分布曲线和在第二工序求出的感应电流分布确定前述初始感应电流分布和前述温度依赖校正系数；第四工序，由在第三工序求出的初始感应电流分布和温度依赖校正系数以及前述板形钢的电阻率的温度依赖性，通过有限元分析求出内部发热；第五工序，对于前述板形钢，边使其移动边给予在第四工序得到的内部发热并通过有限元分析求出在线状加热时产生的温度分布曲线。

另外，在前述第五工序中，相对于前述板形钢的主面边直线状或曲线状移动边给予前述内部发热。

另外，在第五工序中，通过相对于前述板形钢恒定速度移动或边变化速度边移动而给予前述内部发热。

另外，在前述第一工序中，前述板形钢通过高频介电线圈进行点加热。

根据本发明，可以得到以下的效果。