水火弯板工艺力学.ppt

1、水火弯板的工艺力学,参考书籍：钢板的水火弯曲与矫形张关明 船舶建造工艺力学纪卓尚,船舶水火弯板技术的应用和发展,各种船舶的外表面大都是由复杂的、不可展的空间曲面构成，把钢板加工成这样的曲面，目前世界各国造船厂采用的方法都是线状水火加工工艺（水火弯板），即首先把钢板在滚床上加工成筒形，然后对钢板边缘（或中间）用氧乙炔焰（或激光热源、高频热源）进行线状加热到红热状态后再浇水急速冷却，使钢板发生局部收缩变形，形成所需要的三维曲面。,船体曲面钢板水火加工成型工艺（也称“水火弯板”）是随着造船技术的不断革新和进步而后兴起的一种曲板热冷加工成型技术。由于这种钢板的尺寸大（板长10m以上，板宽3m），厚度变

2、化大（几毫米到三十几毫米），影响钢板局部变形的因素多（加热线长度、火焰移动速度、加热线距离、冷却方法、钢板的材质、热源的变化等），因此说，水火弯板是造船生产中技术性强、难度大、最具特色的一种经验性的加工方法。目前不仅中国，就是世界上主要造船国家这项加工还都停留在由有经验的熟练工人手工操作完成的技术水平上，此项工艺过程对经验和手艺依赖性极大，效率低、成本高、质量不稳。,水火弯板的经验性显得非常重要，随着有经验工人的老龄化，而青年工人在短时期内还难以掌握这项加工技术，水火弯板加工已成为影响造船速度和质量的一个瓶颈。 缩短建造周期、降低造船成本、转换造船模式、提高造船质量是造船厂在国际竞争中取胜的重

3、要保证，而单凭手工操作经验来完成复杂的工艺过程，无论在速度上还是在质量上都远远满足不了现代化造船生产的需要。 在造船厂努力实现钢板弯曲自动化工程中，弄清水火弯板加工机理是非常重要的，为达到曲面钢板自动加工成型这个目标，必须明白在钢板局部加热过程中复杂的热弹塑性变化过程。,基于以上原因，必须要开发船体曲面钢板水火加工成型自动化系统。 目前国内从事这方面工作（20世纪80年代）的主要有：大连理工大学和大连造船厂，上海交通大学和广船国际，哈尔滨工业大学等单位。 国际上（20世纪50年代）日本东京大学开发了旨在对青年工人技术培训的水火弯板计算机模拟系统，大阪大学开发了水火弯板计算机辅助设计系统。. 本

4、章注重定性的分析，定量分析少（热弹塑性有限元模拟为主）,水火弯板的工艺方法和特点,水火弯板也称为线状加热冷却成型（line heat forming），是利用金属板局部受高温冷却后产生的局部热弹塑性收缩变形而达到整体弯曲成型等工艺。局部高温通常由氧乙炔焰或激光热源、高频热源等在金属表面加热来获得，冷却过程可以分为正面水冷（横向收缩大，角变形小，适用于收边加热方法）、背面水冷（横向收缩和角变形都大，高效的火焰成型方法）和空冷（对成型效果不大）等。,水火弯板只适用于曲率较小的构件成型，更多的是与滚压相结合用来加工具有双重弯曲的复杂形状的构件。 根据加热方式分类有带形加热和点状加热。 水火弯板的工艺

5、主要有：烤嘴的选择，加热温度和加热速度，冷却方式。 水冷是用水强迫冷却已加热部分的金属，使其迅速冷却，减少热量向背面传递，扩大了正反面的温度差，而提高成型效果。 空冷是在火焰局部加热后，工件在空气中自然冷却的工艺过程。,水火弯板的工艺过程： 通过对曲面板整体形状的观察，首先估算出各部分所需的收缩量； 然后再进一步考虑如何布置加热线，确定其他工艺参数； 加工过程中，根据总体变形情况，修改工艺参数； 对于常见形状的曲面板，成功率和加工效率比较高； 曲面复杂时，要反复思考，经过几遍加工才能完成。,加热线布置示意图（箭头方向为加热线方向）a、b、c、d分别为柱面板、球面板、帆形板、鞍形板,从水火弯板工

6、艺相反的角度观察，由曲板展开后的形状可知，如要获得设计的曲面，只要将展开后的裂缝处两边全部连接起来，也就是是裂缝消失才可以达到要求。这样，可以确定金属板局部受高温冷却后会产生的局部弹塑性收缩变形量，为不可展曲面金属板的成型提供了可行的方法。 这些裂缝的宽度就是设计的曲面板所要求的必须的局部收缩量，也就是说，通过火焰的局部加热和冷却的工艺工程，使被加工的金属板局部收缩到所必须的变形量。,常见船体曲面展开后形状（柱面板和球面板）,水火弯板工艺的复杂性体现在 影响金属板局部收缩变形的参数较多，如火焰的移动速度、加热线的长度、加热线的距离、板的几何尺寸、冷却方法、火焰的功率、喷嘴尺寸、喷嘴离板表面的距

7、离、金属板材质、气温、加工钢板的边界支撑条件等。 由于钢板局部热弹塑性变形机理复杂，所以加工过程中的热交换条件（包括现场温度变化、环境因素、天气因素）等难以准确模拟。,水火弯板的力学研究方法,水火弯板的工艺过程是金属板局部的瞬态热弹塑性变形过程，而且影响金属板局部瞬态温度场的因素也比较多（其中一些因素难以确定），所以导致金属板的局部变形比较复杂。 第一步：定性研究。根据金属板的材质和强度要求，限定金属表面的最高温度（美国航运局确定水火弯板加热温度的限制标准最高温度应控制在650摄氏度）；根据不同加热线形状，确定较好的冷却方法；研究主要工艺参数对成型效果的影响规律。 主要是在实验室中通过实验开展

8、研究，定性找出不同加工方法对变形的影响规律，制定工艺规程，规定某些工艺参数的应用范围。,第二步：对水火弯板加工过程中工艺参数影响变形参数的定量分析。水火弯板数学模型的建立和完善；不可展曲板的最佳展开方法；水火弯板计算机模拟方法等。 谈过定量分析的研究方法，积累足够多的实船板的加工数据，对水火弯板的变形机理和模拟方法进行研究，找出工艺参数对变形参数的定量的影响关系，建立一套比较完整的数学模型，完成计算机辅助水火弯板工艺参数的软件系统。 第三步：水火弯板数控系统的研究阶段。水火弯板专家系统；水火弯板人机交互控制系统；水火弯板自动控制系统。 根据船厂实际需要，选择半自动化或自动化弯板机为公关目标，形

9、成数控系统。,众所周知，钢材和其他所有的材料一样，都具有热胀冷缩的性质。当钢材受到均匀加热时，由于钢材三向的线膨胀系数相同，钢材便均匀地膨胀。同样，在均匀冷却时，钢材便均匀收缩。在均匀加热以后又均匀冷却，由于受热和冷却时的线胀系数绝对值相同，符号转反，所以，加热冷却过程终了时并不会引起钢材的变形，这是钢材的特性。 可是，当钢材受到不均匀的局部加热时，情况就完全不同了。,水火弯板的成型原理,以钢板为例：当钢板受到局部点加热时，加热点的温度急剧上升，该部位的钢材会向四周膨胀为讨论方便起见，先假定在厚度方向上受到的加热是均匀的，并将厚度方向上的变形情况暂时搁置。那么，当加热点的四周没有约束时，在加热

10、点的径向就会有相对伸长，值的大小与加热温度成正比。,实际上加热点四周并不是无约束。由于钢材受到的是局部点加热，加热部位的四周依然处在加热前的温度，并有一定的刚性，那么周围的钢板势必会阻碍加热部位的变形。若把加热点周围看作是刚性固定(由于加热部位和周围钢板的温度差较大，这种假设是可以成立的)，加热部位将受到压缩，并产生弹性压缩变形，其相对值恰好等于相对伸长 ，且和加热温度T成正比；,在加热过程中，当：,式中： 钢材达到屈服极限时的相对伸长量。 加热部位相对伸长变形纯粹是弹性变形，受到周围钢板的制约所产生的压缩变形也在弹性范围以内，加热部分冷却以后，依然可以回复到加热以前的初始状态。 而温度进一步

11、升高，使,加热部位除弹性变形以外还出现了塑性变法。显然，此时的相对伸长量由弹性变形 和塑性变形 两部分组成。 设 此时的相对温度 称为临界温度，由 表示,此时应变可以由应力与弹性模量得到，于是应力应变在0-200摄氏度时的临界温度可以由下式求出：,这就是说，当钢材局部加热温度超过100时，则相对伸长量就由弹性变形和塑性变形两部分组成；弹性变形部分内于受到周围钢材的约束，使加热区受到向里压缩的热应力；而塑性变形部分则由于受到周围的制约，全部被压缩掉，不能产生加热区直径方向的变形。,由于钢材的屈服点是随着温度变化而变化的，因此 也同样随着温度的升高而下降，如图111所示从图中可以看出，当加热温度在

12、0200范围内，温度升高，屈服点几乎稳定不变，约为2.3536108Pa(2400kgfcm2)；在200一700范围内，随着温度的升高，屈服点急剧下降，700时的屈服极限仅为1.961107Pa(200kgfcm2)，在温度超过700以后屈服点的下降又趋于缓慢，一直到钢材溶化，1300时屈服极限才为零。因此一般总是把700视作是钢材加热温度的转折点，而把700 时的屈服极限看作零，工程实际中这样做具有足够的精度。,因此，当加热温度在100一200之间时，弹性变形量 为一恒值，塑性变形量 和温度呈线性关系，而在200一700范围内加热时，总的相对变形量依然和温度呈线性关系，可是 却随温度升高急

13、剧下降，导致弹性变形量急剧下降，而塑性变形量急剧增加；当温度守700以上加热时，钢材便处于全塑性状态( 趋向于零)，随之弹性变形量及热应力也全部消失，塑性变形部分由于受到周围常温钢材的制约也无法变形，加热点在径向既不受应力，也没有尺度的变化。,当加热过程终了，加热部位开始冷却时，恰巧与加热时的情况相反，该部位要开始收缩。为叙述方便，分两种情况加以讨论。 一、当加热温度在100一200范围内，加热、冷却时变形和应力的变形情况如图所示(图中剖面线部分为弹性变形区)。当冷却开始后首先是加热区的弹性变形量回复，使 部分消失；温度继续下降，加热部位继续收缩，由于冷却时的线胀系数与加热时的线胀系数相等，加

14、热和冷却终了的相对变形量的绝对值也应该相等，即：,当温度降低100， 全部消失，继续冷却，加热点将继续向里收缩，周围的钢材却又会进一步阻碍这种收缩，而使加热部位产生拉应力，以及弹性拉伸变形。从田中可以看出，冷却终了时，加热部位的拉伸变形量正好是加热时所产生的塑性变形量。 当加热温度超过200时，由于加热时的塑性变形量 ，那么冷却终了时不仅会产生弹性变形 ，而且会产生塑性变形 。,二、当加热温度超过700时与上述情况稍有不同，如图所示。 由于当加热温度超过700， ，弹性变形部分逐渐消失，整个加热过程终了时的相对变形量 全部是塑性变形量；而当冷却过程开始时随着温度的下降，因为 ，所以并没有产生弹

15、性拉伸变形，而是塑性变形的回复，一直到温度降低到700以下时，钢材才有抗拉强度，从而开始逐渐产生弹性变形区和塑性变形区，弹性变形量随着温度的下降而逐渐增加，直到温度降到200以下时，弹性变形量才为恒值，到冷却过程终了时，无论加热到多高温度，总的变形量实际上就是钢材加热到700时的塑性变形量,至此，自然会提出这样一个问题，冷却过程终了时，加热部位会产生等于拉伸屈服极限的残余应力，且有 的残余拉伸变形，那么是否会导致材料的破坏呢? 其实即使把加热区周围看作刚性固定，加热到700高温时，总的塑性变形量： 冷却终了时，弹、塑性变形量的总和： 而对3C钢来说，达到强度极限时的拉伸变形相对伸长量：,显而易

16、见，冷却终了的残余变形远远小于此值，因此，认为加热冷却过程终了会导致钢材的破坏是完全没有道理的，况且加热区周围的约束并不是绝对刚性的，由于加热部位有残余应力的存在，总会导致钢材的总体变形，从而使冷却后的加热区残余变形量减少，并使残余应力也相应有所减小，因此实际加热区的残余变形量总小于 。所以可以认为钢材局部加热及冷却过程是不会导致钢材的破坏的。 以上的讨论是在假定钢板沿厚度方向受热均匀的基础上进行的，因此没有计及加热冷却过程在厚度方向上的变形。实际止钢材总有一定的厚度、当加热在钢材表面进行肘，沿厚度方向的温度分布并不均匀。,由图可见，钢材加热面的温度远较反面高，钢板越厚其温度的差别也就越大。根

17、据上述理由，加热温度越高，加热时的相对伸长及残余变形越大，因此，一般说来，冷却终了时，加热面的残余应力和横向收缩量亦较反面大。结果使钢板在厚度方向上产生折角变形加热表面内凹。 另外，由于在厚度方向上可以认为是自由的，周围没有约束，在加热过程中，由于受热，会在厚度方向上伸长，其伸长量显然为：,上面已经提及，由于加热区在径向的变形受到周围钢材的约束，无法产生变形。但是加热部位在受热时体积却要膨胀，其体积的增量 与线性方向的增量 成正比，既然变形在径向受阻，结果体积的膨胀只能在自由方向，亦即厚度方向上产生变形，促使加热部位局部增厚。由于加热面的温度较高，自然在加热面容易产生表面隆起。在冷却过程中，随

18、着温度下降加热区的强度不断提高，而且其厚度方向的收缩量和加热时相同，仅以 的值进行收缩，结果使隆起稍有下降，但不可能使隆起完全消除，因此在加热冷却过程终了时总残留有局部隆起，使变形成为不可逆。,对钢材进行水火弯曲与矫形时，经常采用线状条形加热法。线状加热法可以看作是局部点加热的连续，所以前节的结论对线状加热来说同样是适用的。但是，由于连续加热的结果，使钢材加热时的温度变化情况发生了变化，从而使线状加热法拥有自身的特点。 在讨论线状连续加热时的应力、应变情况前，先假定： (1)由于线状加热所引起的应力为单轴应力。亦即分别讨论纵向与横向(沿着加热线方向和与加热线垂直方向)的应力情况，并假定纵、横向

19、应力之间没有关系，互不影响。 (2)假定把有较大的长度和一定断面形状的构件作为“梁”来研究，并符合材料力学中的平断面假设。 (3)为使问题简化，暂时假定沿钢材的厚度方向加热温度均匀变化，而且不存在应力、应变。,线状加热法的成型原理,下面以使钢板作纵向弯曲为例，将钢板栈截面中和轴向板边缘进行加热，作为水火弯曲中的典型加热方向，来讨论加热过程中沿加热线纵、横向收缩所产生的变形。 一、沿加热线纵向收缩变形 当进行局部加热时，加热区被加热到最高温度之后，移开加热源，加热部位就立即开始冷却，但在线状加热时情况就有所不同了，当热源将某一区域加热到最高温度以后，热源向前移动，该区域的温度并没有立即下降，受到

20、临近部位正在加热的影响，将持续保持一定的温度，结果就会使如图钢板上等温区域拉长并不断影响到加热部位周围，使等温区域展宽。,由于温度规律发生了这样的变化，使加热时形成的塑性变形区也相应扩大。如果在某一瞬间加热部位加热到最高温度时，其温度的分布如图115实线所示(图中竖向剖面线表示弹性变形区，横向剖面线表示主作用变形区)，而随着热源的移开，等温线被展宽，该部位不仅没有冷却，相反温度有所升高，变成图中虚线部分所示，很明显塑性变形区的宽度也由原来的mn展宽到由m m两点之间所确定的范围。由于钢材引起的总体变形值，是加热区各部分引起变形的总和，且和加热区的塑性变形区宽度有关，可见，由于等温线展宽，使沿加

21、热线纵向收缩量增加。,上面已经讨论过，加热时的塑性变形区，在冷却过程中转化成弹性压缩区和塑性压缩区两大部分，塑性压缩部分对钢板的总体变形不发生影响，仅弹性压缩部分产生了等于屈服强度 的残余应力，使钢板产生总体变形。如果在某瞬间，钢板的总体变形(包括热变形和总体变形)在加热线纵向上变形为 ，(如图中所示)按理弹性压缩区应为图中mnop所组成的图形所包含的面积，该面积与厚度 的乘积称之为主作用变形体积，用符号 表示。但在冷却过程中，随着时间的推移，等温线展宽，主作用变形体积增大到mnop所确定的范围。钢材完全冷却以后，残余变形正是取决于各个截面作用变形体积的总和，所以连续线状加热，使纵向收缩值有所

22、增加，但增加的量并不大。,二、在加热线垂直方向(横向)上的收缩变形 上述由于连续加热，等温线展宽给纵向收缩带来的影响，对加热线横向的收缩变形同样是适用的。但对横向收缩来说，这个因素并不是主要的。 在线状条形加热当中，随着热源缓慢地向前移动，先加热的部位总是首先和周围的空气或其他介质进行热交换，逐步冷却。由于先加热部位的冷却，该部位就有横向收缩，迫使钢板向加热线中线收缩，总的趋势是对后加热的部位形成挤压应力。由于这种挤压应力的存在，不仅使后加热区正在加热的部位，无法产生塑性变形，而且对其弹性变形部分也形成一定的挤压，图1-1-6是由于先加热部位冷却而产生的横向收缩对正在加热部位变形影响的示意图。

23、,从图中可以看出横向收缩引起钢材总体变形 和 曲线叠加的结果，相当于使热变形量减少，使 值下降，而扩大了塑性变形区的范围，冷却时主作用体积 相应增大，使后加热部位产生更多的横向收缩。以此类推，随着加热源的向前移动，冷却的部位越来越大，所产生的横向收缩也越来越大，对正在加热部位的影响也越来越大，使钢材发生更大的横向收缩。这就是采用线状加热获得较多的横向收缩的道理。 由于钢材弯曲符合于梁弯曲的平断面假设，由材料力学的知识可以知道，为了使梁产生较大的弯曲，希望远离梁弯曲中和轴的部位能有较多的收缩。根据上述理由，在线状加热的终端可以产生较大的横向收缩，因此在水火弯曲与矫形时通常采用自中和轴向板边缘的线

24、状加热，来达到最大的弯曲效果。实验表明，自中和轴向板加热，即出里向外加热时，弯曲效果要比由外向里加热增大一倍以上。,以上的理论是在假定厚度方问上均匀受热，并厚度方向上的变形和横向收缩没有任何联系的基础上才能成立的。 实际上，在一定厚度的钢板上进行加热时，其厚度方向受热总是不均匀的，和局部加热时相同，由于加热面与背面的温度不同，造成横向收缩量不等，会使钢板以加热线为原点产生一定量的角变形。角变形的形成和其角度的大小与冷却速度有非常密切的关系（空冷水冷）。此外，由于厚度方向在一定程度上可以认为是自由尺度，在连续线状加热时，先加热部位所产生的横向收缩，阻碍了加热部位在横向的膨胀，导致在加热线上产生“

25、筋状”隆起，向且和横向收缩情况相仿，越接近加热线的终端， “筋状”隆起越大。,一般说来，线状加热后所产生的横向收缩量较大，这情况和焊接变形的情况相似。并且横向变形有更大的实用价值，故在水火弯曲与矫形工作中，大量采用的是线状加热产生横向收缩变形和由于深度方向加热不均匀所产生的角变形，而将纵向变形忽略。至于加热点、加热线上的局部隆起，则是属于水火弯曲与矫形过程中产生的附加变形。很明显，这些附加变形对任何结构来说都是无益舶，因此，对于质量要求高的部位，尽量使这些变形控制在一定的限度内，否则，必将在表面产生凹凸不平。控制这种变形最有效的方法是控制加热温度，避免温度过高的加热。,在相同的条件下，钢材局部

26、加热温度越高，热影响区越大，曲线包含的热变形体积越大，同样冷却以后该部位的塑性压缩变形区也就越大，钢材永久残余变形量也越大，当然水火弯曲的效果也就越显著。因此从表面来看，水火弯曲的温度似乎是愈高愈好。但当加热温度达到700时，钢材的屈服强度仅仅为1.96l107Pa，在水火弯曲中要得到这样小的应力是容易办到的，此时钢材已几乎处于全塑性状态。如果加热温度超过700，钢材的塑性变形量增加许多，而弹性变形量却几乎为零。在冷却过程中，温度下降到700以前，钢材依然处在全塑性状态，虽然塑性变形值减少了，却不能产生压缩应力；总体只有热变形的回复而无法产生残余变形。显然，超过700的加热区白白地消耗了热量，

27、从经济角度上来看是不适宜的。,水火弯板加热温度的选择和控制,这里的意思并不是说加热温度升高到700以上对弯曲一点用处也没有，加热区温度升高到700以上，随着加热温度的升高，周围钢材的温度也相应升高，这就使加热温度为700的等温线增宽了，从而使主作用变形体积增加，最终也达到总体永久变形量增加的目的，此外700以上屈服极限 并不是真正为零，温度高自然也是同样使 降低，扩大主作用变形体积，只是下降级慢罢了，因此高于700的加热仍然可以使总体变形加大。但是，如果为了使等温线增宽，可以控制最高温度，也可用摆动热源等方法，或者增加线状加热的次数等，都同样可以达到增加总体变形，而且所损耗的热能也少，温度越高

28、为了使物体温度每升高一度所需用的热能也就越大，故温度过高的加热是不经济的。,此外，从金属学的角度来分析，当局部加热温度在200500之间然后快速冷却时，钢材容易变脆，虽然钢材的强度稍有增加，但其可塑性却急剧降低，尤其是在加热温度为200300时尤为突出，成常把这个现象称为兰脆现象。这个加热温度是应该避免的，而且加热过程中，对200500的热影响区也应该加以控制，在温度为200300之间时不可用铁锤猛烈敲击，以免产生裂纹。 当加热温度在450700之间时，钢材中的珠光体与铁素体的含量没有发生多大的变化，在冷却过程个出现再结晶，故称为再结晶段，当冷却速度很快时，例如用水浇冷时，珠光体和铁索体的再结

29、晶晶粒变细，使钢材的强度、硬度均有提高，而其他的机械性能没有发生多大的变化。,加热温度处于723850之间，称为末完全重结晶段。此时出于温度较高，铁素体渐渐入奥氏体，见图，但末全部溶入。在冷却时，尤其用风冷或水浇冷时，从奥氏体中析出晶粒微细的铁索体，而末溶入奥氏体的铁素体依然是晶粒粗大，这样一来便形成了晶枚微细的铁素体和晶粒粗大的铁素体并存的状况。这时只有一部分发生重结晶过程，由于晶粒的大小有很大差别，使钢材的抗拉强度和可塑性都不太好。,当加热温度达850以上，铁素体己全体镕入奥氏体，在冷却时，除了析出晶粒微细的铁素体外，奥氏体全部转为晶粒微细的珠光体，这时的机械性能都比较好，晶粗细化的结果使

30、强度、塑性都很高。 总的来说，水火弯曲的常用温度应控制在500700范围内，这种加热温度无论从金属本身，还是热能耗方面来说，都是比较合理的，仅在加工厚度较大、加工困难的构件时，加热温度可以高到8501000 ，只是热效用差 一些。因此现在内河船厂加热的温度多取500700，而沿海较大的造船厂，由于加工构件的材料比较厚，可采用850950。,从图118可见，一般只要在暗处看见钢板发红，温度便巳达到600700。由于水火弯曲与矫形工作经常是露天作业，往往刚刚看到钢板发红，实际温度已经超过了700，因此在实践中一定要留神注意钢材呈现的颜色，在光亮处操作时，要将对应某一温度颜色降到下而两档的颜色，如见

31、到暗赤色，对应的温度已为750了，并且尽量控制用一种加热温度来摸索水火弯曲的变形量，以便掌握变形的规律。唯恐达不到预期的弯曲效果，而把温度加得很高，这是不正确的，尤其不能使钢板表面达到溶点，造成钢板的表面缺陷。 国外随着水火弯板机械化程度的提高，对于不同的加热炬嘴号，用控制乙炔、丙烷、乙烯等可燃气体的流量、氧气压力、加热炬移动速度等参数来控制加热温度。,钢材表面颜色及其相应的温度 颜 色 温 度() 颜 色 温 度() 深褐红色 550580 亮樱红色 830900 褐红色 580650 橘黄色 9001050 暗樱红色 650730 暗黄色 10501150 深樱红色 730770 亮黄色

32、11501250 樱红色 770800 白黄色 12501300 淡樱红色 800830,通常水火弯曲就是指在弯曲成形过程中用火焰加热，用水强迫冷却，使板材成形的工艺。而最常用的方法是用水跟踪热源，在加热炬中心线后一定距离处连续用水进行冷却，故也称水冷线状加热法。 由于用这种方法能大大改善施工现场的环境及施工条件，并能立即显示出弯曲的效果，可以连续施工，生产效率高所以深受工人的欢迎，直到现在绝大多数弯曲成形即是用这种方法来进行加工的。,水冷在水火弯板中的作用,一、水冷对横向收缩量的影响 钢材在受到局部加热时产生的热应力，热变形和加热区周围的约束情况有很大的关系。对同一块钢材来说，其约束能力和周

33、围钢材的温度有关，它随着温度的增加，屈服强度的减小而减弱。当周围钢材温度升高以后，使钢材热变形量增大， 值也必然增大， mn向上移动，muop所包含的热变形体积减少，亦即主作用变形体积 减小，自然冷却后残余应力和残余变形量都会减小。,可以想象，当将一块有限尺度板加热，加热区的温度升到T摄氏度，而周围以至板边缘部分由于热传导作用，温度也将上升到t摄氏度，那么仅相对温度T-t是直接影响到钢材的弯曲效果，加热区的温度可以看做由把钢材均与加热到t摄氏度以后，再在加热区局部加热T-t两部分组成，而均匀加热部分并不会使钢材引起变形，对水火弯曲完全没有意义。,由材料力学可知，当“梁”受到一个载荷作用产生弯曲的时候，根据平断面假设，中和轴的一侧受拉伸应力，只