[发明专利]一种用于船舶双向曲率板的冷热一体成型方法

权利要求书

1.一种用于船舶双向曲率板的冷热一体成型方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

（a）为待成型的船舶双向曲率板构建冷热一体成型体系，该体系中沿着板材输送路径的上、下两侧分别设置有对置的冷加载凸轮和冷加载凹轮，并在冷加载凸轮的前侧布置有热加载元件，该热加载元件可绕加载冷加载凸轮在水平面内发生旋转；

（b）针对待成型板材，输入包括其材质、板厚、目标形状和目标曲率在内的基础数据，然后根据成型工艺要求，为待成型板材的基础数据与其加工数据之间建立对应关系，其中加工数据包括冷加载凸轮和冷加载凹轮各自的形状、所施加的力或位移量，热加载元件施加于待成型板材表面的线加热的输入电压和输入电流，以及用于维持冷热加载状态的加载起止位置、行走轨迹和行走速率；

（c）基于上述所建立的对应关系，选择确定适当的加工数据，并相应驱使所述冷热一体成型体系对待成型板材的板面执行加载，在此过程中，首先通过驱动热加载元件将板材加热到指定温度，然后通过驱动冷加载凸轮和冷加载凹轮在此温度下执行力或位移加载，利用线加热成型和凸、凹轮加载成型的共同作用使得板材产生弯曲；以此方式，通过冷加载凸、凹轮和热加载元件在板材板面上的行走，形成板材的整体双向曲率塑性变形；

（d）对板材的成型效果进行监测，并比较和反馈已成型形状、曲率与目标形状、曲率之间的差异，基于所述差异，再次执行步骤（b）～（c），直至形成符合加工目标的双向曲率板。

2.如权利要求1所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（a）中，所述冷加载凸轮和冷加载凹轮包括多套形状和尺寸规格，并可拆卸地配备在板材输送路径的上、下两侧；这些冷加载凸、凹轮自身的安装位置保持不变，且可相对旋转以保持与待成型板材的进给方向保持一致。

3.如权利要求1或2所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（b）中，优选采用计算机仿真技术来为待成型板材的基础数据与其冷热加载参数和加载路径之间建立对应关系。

4.如权利要求1-3任意一项所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（b）中，对于为待成型板材的基础数据与其冷热加载参数和加载路径之间建立对应关系的过程，优选还包括构建冷热一体成型专家数据库的操作，该冷热一体成型专家数据库用于基于所输入的基础数据，快速获得对应的加工数据；或是在板材已发生塑性变形但仍与加工目标存在差异时，用于再次获得后续的加工数据。

5.如权利要求4所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（b）中，优选还包括采用人工神经网络算法来获得最优加工数据的操作，该操作具体如下：首先选取待成型板材的基础数据作为神经网络的输入样本，同时选取冷热加载参数和加载路径作为输出样本；利用输入样本和输出样本对神经网络进行训练，以便对其神经元个数和隐藏层层数进行优化；最后，将优化后的网络存储在所述冷热一体成型专家数据库中备用。

6.如权利要求1-5任意一项所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（c）中，对于驱使所述冷热一体成型体系对待成型板材的板面执行加载的过程，优选采用分次加载，以便减小反弹，同时提高最大加载曲率。

7.如权利要求6所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（c）中，优选采用固有应变模型，将冷加载中的加压荷载和热加载中的温度场共同转换为固有应变，然后施加于待成型板材的板面。

8.如权利要求1-7任意一项所述的冷热一体成型方法，其特征在于，在步骤（d）中，优选采用激光监测技术对板材的成型效果进行实时监测，并比较和反馈已成型效果与加工目标之间的差异。

9.如权利要求1-8任意一项所述的冷热一体成型方法，其特征在于，所述船舶双向曲率板包括鞍形板、帆型板或扭曲板之类的典型船舶板，以及耐压容器板之类的其他类型双向曲率板。