管件压力矫直过程中材料性能参数在线识别

鉴于大型直缝焊管的几何特殊性,多采用压力矫直的方式修正其直线度。受材料批次、热处理、变形情况等因素的影响,焊管的性能参数会有较大波动,准确地识别出管件的材料性能参数是提高矫直精度的一个重要条件。采用有限元方法验证了相同截面形状、相同材质的小曲率曲管在压力矫直过程与直管三点弯曲过程的等价关系;依据直管三点弯曲过程的理论模型建立了在线识别材料性能参数的识别系统,只需输入管件的几何参数、矫直模具参数、载荷-行程实验数据,即可获取管件的真实材料性能参数。大型管件的有限元仿真结果和小尺寸管坯的试验结果均验证了识别系统的可行性、可靠性。     

大型直缝焊管四点弯曲JCOC成形新工艺

在分析大型直缝焊管四点弯曲JCO成形力学原理的基础上,对缩径矫圆的理论和实验进行研究,提出了四点弯曲JCOC成形新工艺。该工艺具有成形道次少、生产效率高、无需预弯边、残余应力小、柔性程度高、成形质量好和防止缺陷扩大等成形特点和优势。按照相似性原理,采用JCOC成形新工艺,以X80钢级Φ1219mm×22mm钢管为原型,同比例缩小模具和管件尺寸,制成缩径矫圆后Φ260.4mm×4.7mm管坯。该批管坯的椭圆度最大值≤0.5%,满足生产技术要求。JCOC成形新工艺具有良好的市场推广和工程应用价值。     

大型直缝焊管三点弯曲JCO成形及弹复解析

采用三点弯曲JCO成形方法制造大型直缝焊管的技术关键是板坯每道次弯曲角的弹复控制,其成形角的精度直接制约着成形管坯的椭圆度.针对管线钢材料的特点,采用双线性硬化材料模型,基于小变形假设,建立了每道次弯曲成形及弹复计算模型,得到了对应任一凸模行程处板料中性层上任一质点卸载前后的转角和挠度数学表达式.理论和实验数据均表明,弯曲角和成形角之间非常接近线性关系,验证了理论解析的正确性.     

热冲压模具冷却管道设计计算

以典型热冲压件—汽车B柱为例,在对实际生产工况分析的基础上,基于传热学基本原理计算并确定热冲压模具冷却管道的工艺参数。在尽量保证冷却管道与模具型面距离一致以及各截面上冷却管道均布的前提下,采用多镶块拼接的方式分别设计出凸模、凹模的冷却管道。     

大型直缝焊管多次三点弯曲压力矫直控制策略

为了减少大型直缝焊管的直线度误差,提出了一种针对大型管件多次三点弯曲压力矫直工艺的定量控制策略．首先,基于所建立的平面弯曲弹复理论及过弯矫直等价原理,给出了基于管件初始挠度曲线分布的理论矫直弯矩,并揭示了多次压力矫直工艺的矫直机理:以锯齿形折线分布弯矩逼近理论矫直弯矩光滑曲线．基于此,提出了多次压力矫直控制策略,依据该策略只需一次性测量管件初始挠度分布,即可给出多次三点弯曲压力矫直所需的工艺参数．其次,为提高矫直效率且保证矫直精度,提出了载荷修正系数的概念．实验结果表明:当矫直次数一定时,随着修正系数的增加,管件的残余挠度减小;而随着矫直次数的增加,将管件矫直所需的修正系数逐渐减小．以小尺寸管件的物理模拟试验验证了多次压力矫直控制策略的可行性、可靠性,这为大型管件矫直过程的自动化、智能化提供了理论依据．     

大型直缝焊管压力矫直载荷修正系数优化

依据多次三点弯曲压力矫直控制策略,分别给出了基于最小二乘曲线拟合原理和基于弯曲变形能相等原理的最优载荷修正系数的确定方法．由有限元仿真结果可知,前者计算出的最优载荷修正系数偏大,这是由于忽略了当加载弯矩大于理论矫直弯矩时对管件的影响远大于加载弯矩未达到理论矫直弯矩时的影响,而包含该因素影响的基于弯曲变形能相等原理计算出的最优载荷系数则比较适用．不同几何尺寸、不同初始挠度分布、不同矫直次数的小尺寸管坯矫直的物理模拟实验结果验证了基于弯曲变形能相等原理计算最优载荷修正系数的可行性与可靠性,可将初始直线度为4‰～10‰的管件矫正到1．1‰以内．这为多次三点弯曲压力矫直控制策略提供了便捷途径,也为自动化和智能化矫直奠定了基础．     

大型直缝焊管多点弯曲一次性矫直新工艺原理

由于大型直缝焊管的特殊性,多采用三点弯曲多次矫直的方法修正其直线度。基于平面弯曲弹复理论及过弯矫直等价原理,给出基于管件初始挠度曲线分布的理论矫直弯矩,施加该理论弯矩可将管件一次性完全矫直。为方便工业应用,将该弯矩离散线性化,提出多点弯曲一次性矫直控制策略,并给出相应的工艺参数的确定方法。通过实测大型管件挠度分布,建立大型管件多点弯曲一次性矫直的数值仿真模型,并以小尺寸管件的物理模拟试验验证仿真模型的可靠性。对实际管件的仿真模拟结果验证多点弯曲一次性矫直控制策略的可行性,为全自动矫直机的设计和应用提供理论基础。     

大型直缝焊管四点弯曲JCO成形及其弹复解析

提出了一种大型直缝焊管生产的新工艺--四点弯曲JCO成形,采用该工艺最终成形的管坯径向截面的几何形状为曲率一致的圆,且成形道次少,生产效率高。通过宽板四点弯曲试验,验证了理论解析的正确性,为将来实际生产中通过调整凸模行程控制成形管坯曲率提供了理论依据。理论和试验数据均表明弹复前后的曲率为线性关系,这为四点弯曲JCO成形过程智能化控制提供了便捷。基于上述理论进行了管坯四点弯曲JCO成形试验,获得了理想成形管坯,且成形道次仅13道次,相对传统工艺25道次,生产效率得到显著提高。     

大型直缝焊管三点单次矫直技术

三点弯曲压力矫直,是目前规范大型直缝焊管直线度的主要手段。由于大型管件的特殊性,文章基于激光三角法建立了大型管件的挠度测量系统。通过实验,验证了直梁三点弯曲与曲梁三点压力矫直之间的等价关系;根据弹塑性小变形理论,解析了直梁弯曲过程中压下量与管坯卸载弹复后最大挠度的关系曲线,并实验验证了其正确性。该文为大型直缝焊管压力矫直工艺参数制定,提供了理论基础,改变了目前大型直缝焊管生产厂家矫直工艺主要依赖操作人员经验的现状。挠度测量系统的实现,为大型管件智能化矫直,提供了理论指导。