空间导管成形尺寸精度分析和控制方法研究进展与展望

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作者 余海东 程嘉 +2 位作者 高畅 赵勇 顾彬 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第8期1-22,共22页

导管作为火箭、飞机和船舶等装备的关键组成部分,其成形尺寸精度直接关系到装备的整体质量及服役稳定性与可靠性。建立精确的导管成形尺寸预测方法和有效的控制策略,对于提升导管系统的装配性能和装备的服役表现至关重要。首先,从导管... 导管作为火箭、飞机和船舶等装备的关键组成部分,其成形尺寸精度直接关系到装备的整体质量及服役稳定性与可靠性。建立精确的导管成形尺寸预测方法和有效的控制策略,对于提升导管系统的装配性能和装备的服役表现至关重要。首先,从导管的拓扑构型出发,探讨了导管空间构型的参数化表征方法,为尺寸精度分析提供了基础。然后,从几何特征、材料特性以及应用需求等多个维度系统地讨论了金属管材弯曲成形的主要方法,综述了现有的导管几何尺寸精度分析方法,涵盖了单弯管材成形回弹、伸长率、关键点偏移及整体多弯导管构型预测等内容。此外,探讨了无余量和有余量弯曲工艺中导管成形精度的控制与补偿方法。最后,针对航空航天及船海等领域中导管空间结构越来越复杂、装配精度要求不断增加的发展趋势,分析了导管整体成形尺寸精度预测与控制面临的挑战,并展望了未来研究的主要方向。 展开更多

关键词 管材弯曲 导管形态 导管回弹 成形精度 弯曲补偿

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航空发动机导管CNC弯曲回弹智能预测及补偿系统开发与应用 被引量：2

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作者 王睿乾 潘林 +3 位作者 童志远 张建国 涂泉 刘伟 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第1期106-111,共6页

针对航空发动机导管数控(Computer numerical control,CNC)弯曲成形时回弹控制难度大、成形精度差的问题,开展了0Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti两种不锈钢导管的CNC弯曲工艺试验,获得了涵盖不同管径、壁厚、相对弯曲半径和弯曲角度的回弹数据。... 针对航空发动机导管数控(Computer numerical control,CNC)弯曲成形时回弹控制难度大、成形精度差的问题,开展了0Cr18Ni9和1Cr18Ni9Ti两种不锈钢导管的CNC弯曲工艺试验,获得了涵盖不同管径、壁厚、相对弯曲半径和弯曲角度的回弹数据。通过机器学习和遗传算法建立了导管CNC弯曲回弹预测模型,经遗传算法优化后,模型预测误差分布区间由[–0.741°,0.771°]缩小至[–0.310°,0.314°]。在此基础上开发了导管CNC弯曲回弹智能预测及补偿系统,并用于典型的全尺寸航空发动机导管CNC弯曲工艺参数补偿和回弹控制。经检测,该系统补偿后的全尺寸航空发动机导管最大角度偏差为0.358°,完全满足实际生产精度要求,显著提高了航空发动机导管CNC弯曲精度和生产效率。 展开更多

关键词 机器学习 遗传算法(GA) 导管 回弹 智能系统

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长距离、大口径定向穿越施工中相关技术难题探讨 被引量：17

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作者 江勇 李松 +2 位作者 陈波 刘艳利 张倩 《地质科技情报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期116-120,共5页

分析了国内外长距离、大口径管道的施工案例,探讨了长距离、大口径定向钻施工中导向孔、扩孔、回拖3个阶段存在的几个技术难题。长距离导向孔钻进中,由于钻进孔洞小、距离长,钻柱产生的摩擦阻力加大,影响了钻压的有效传递,无法保证有效... 分析了国内外长距离、大口径管道的施工案例,探讨了长距离、大口径定向钻施工中导向孔、扩孔、回拖3个阶段存在的几个技术难题。长距离导向孔钻进中,由于钻进孔洞小、距离长,钻柱产生的摩擦阻力加大,影响了钻压的有效传递,无法保证有效的钻压来满足高速钻进要求;大口径扩孔过程中多级扩孔增加了孔洞的扰动次数,在不稳定地层导致孔壁稳定性变差;在管道回拖过程中,由于孔径及回拖力较大的原因,当钻杆卸扣时,钻杆的拉力突然释放导致钻杆的回弹,影响了回拖的效率。针对这些问题产生的原因、后果进行了分析。提出了导向孔加压技术、大级差扩孔技术以及钻杆防回弹技术等相应的解决措施,为今后在长距离、大口径定向穿越施工提供参考。 展开更多

关键词 钻杆回弹 大级差 推管机

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中频感应局部加热弯管回弹的研究 被引量：8

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作者 胡忠 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第2期81-87,共7页

对中频感应局部加热弯管在不同钢管材料及规格、不同弯曲半径及弯曲角度等工艺参数时的加载和卸载的力能参数、应力应变进行了理论分析和实验研究。提出了中频感应局部加热弯制大直径钢管的回弹理论，计算结果与有限元模拟结果以及实际... 对中频感应局部加热弯管在不同钢管材料及规格、不同弯曲半径及弯曲角度等工艺参数时的加载和卸载的力能参数、应力应变进行了理论分析和实验研究。提出了中频感应局部加热弯制大直径钢管的回弹理论，计算结果与有限元模拟结果以及实际弯制的２０、１０ＣｒＭｏ９１０和１２Ｃｒ１ＭｏＶ等钢管弯头实测的回弹量吻合良好。 展开更多

关键词 弯管 回弹 感应加热 塑性理论 金属成形 有限元模拟

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大型管件过弯矫直过程解析 被引量：1

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作者 宋晓抗 肖善超 +1 位作者 殷艳树 赵军 《燕山大学学报》 CAS 2013年第3期217-222,共6页

管件的过弯矫直过程实质是小曲率曲梁的三点弯曲弹塑性变形过程。由过弯矫直等价原理可知研究曲管的矫直可以从研究直管的纯弯曲入手。本文对直管对称三点弯曲及弹复过程进行理论分析,将弯曲过程分为全弹性和弹塑性两个变形阶段,在弹塑... 管件的过弯矫直过程实质是小曲率曲梁的三点弯曲弹塑性变形过程。由过弯矫直等价原理可知研究曲管的矫直可以从研究直管的纯弯曲入手。本文对直管对称三点弯曲及弹复过程进行理论分析,将弯曲过程分为全弹性和弹塑性两个变形阶段,在弹塑性变形阶段将弯曲管件分为弹性变形区和弹塑性变形区。基于小变形假设,分别建立了两个变形阶段的计算模型,得到了对应任一上模压下量管件轴线上任一质点卸载前后的挠度数学表达式。通过物理模拟实验,验证了理论解析的正确性。理论分析和实验结果均表明,弹复后的最大挠度和压下量的关系非常接近线性,为建立过弯矫直过程智能化控制系统的弹复规律识别模型提供了便捷途径。 展开更多

关键词 管件 三点弯曲 弹复 载荷 压下量

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非均匀厚壁管料弯折成形仿真与试验研究 被引量：2

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作者 杜春江 瞿亦峰 陈亚峰 《机床与液压》 北大核心 2011年第11期58-60,共3页

基于通用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对某大型发电设备转子线圈使用的非均匀大壁厚铜银合金管料的弯折成形及回弹进行仿真分析,结合试验探讨不同冲压载荷下弯折变形情况,并在此基础上对日字型截面管料的折弯进行仿真。结果表明:... 基于通用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,对某大型发电设备转子线圈使用的非均匀大壁厚铜银合金管料的弯折成形及回弹进行仿真分析,结合试验探讨不同冲压载荷下弯折变形情况,并在此基础上对日字型截面管料的折弯进行仿真。结果表明:采用仿真计算能够快速有效地获得弯折过程管料的成形情况及所需的冲压力,为数控管线成形设备传动链参数设计提供参考。 展开更多

关键词 弯折成形 仿真 回弹 大壁厚管

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大弯曲半径管材推弯回弹有限元分析 被引量：4

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作者 李纯金 杜佐飞 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第6期94-97,共4页

大弯曲半径管材是在推弯机的推弯过程中成形的,因在推弯过程中,模具与管坯间各参数的相互影响导致管坯在推弯成形后,不可避免的产生回弹角,因而影响了管坯在后期应用中的精度和准确率。因此采用动态有限元平台ABAQUS/Explicit软件对大... 大弯曲半径管材是在推弯机的推弯过程中成形的,因在推弯过程中,模具与管坯间各参数的相互影响导致管坯在推弯成形后,不可避免的产生回弹角,因而影响了管坯在后期应用中的精度和准确率。因此采用动态有限元平台ABAQUS/Explicit软件对大弯曲半径管材的推弯成形建立符合实际推弯参数的有限元模型,并通过有限元数值模拟对推弯过程中影响回弹角的主要因素:相对弯曲半径R/D、相对壁厚D/t、摩擦系数、以及材料的硬化指数和强度系数进行有限元分析,并得出这些参数对回弹角影响的规律曲线。 展开更多

关键词 大弯曲半径管材 推弯 回弹角 有限元分析

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复杂形状TA2钛合金半管件黏性介质压力成形 被引量：10

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作者 高铁军 刘青 +2 位作者 蔡晋 杨于银 王忠金 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期790-796,共7页

针对复杂形状TA2钛合金半管件室温成形困难,进行黏性介质压力成形研究,制定零件的成形工艺方案,并采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其成形过程进行分析,得到黏性介质压力分布和黏性附着力对坯料流动规律、变形均匀性和成形试件壁厚分布及... 针对复杂形状TA2钛合金半管件室温成形困难,进行黏性介质压力成形研究,制定零件的成形工艺方案,并采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA对其成形过程进行分析,得到黏性介质压力分布和黏性附着力对坯料流动规律、变形均匀性和成形试件壁厚分布及回弹的影响规律。在此基础上,进行复杂形状TA2钛合金半管件黏性介质压力成形试验,验证有限元分析结果的准确性。结果表明:室温条件下利用黏性介质自身性能特点,可以实现复杂形状TA2钛合金半管件的精准成形。 展开更多

关键词 钛合金半管件 黏性介质性能 成形 壁厚分布 回弹

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焊管冷弯回弹曲线方程构建及工艺优化 被引量：3

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作者 赵月伟 帅美荣 +5 位作者 楚志兵 桂海莲 赵晓东 高虹 邬莉华 翟丽丽 《精密成形工程》 北大核心 2022年第7期98-105,共8页

目的研究316L奥氏体不锈钢板材JCOE弯曲卸载回弹和应力分布特征,对预弯曲量实施相应补偿,以提高弯曲成形精度。方法基于弹塑性变形理论,利用有限元模拟研究各关键成形参数对板材弯曲卸载回弹的影响规律,将影响指标线性/非线性拟合叠加,... 目的研究316L奥氏体不锈钢板材JCOE弯曲卸载回弹和应力分布特征,对预弯曲量实施相应补偿,以提高弯曲成形精度。方法基于弹塑性变形理论,利用有限元模拟研究各关键成形参数对板材弯曲卸载回弹的影响规律,将影响指标线性/非线性拟合叠加,构建回弹曲线方程。结果板料回弹量与上模下压量、下模开口量呈线性关系,与上模下行速度、摩擦因数呈指数关系。结论优化后的最佳冷弯成形工艺参数如下:上模下压量为12 mm,下模开口量为150 mm,上模下行速度为4 mm/s,摩擦因数为0.15。对于径壁比值≤10的板料成形,理论计算得到的弯曲回弹量与实测平均值吻合较好,构建的模型可以为实际生产奠定理论基础。 展开更多

关键词 焊管冷弯 回弹解析 回弹方程构建 工艺优化

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双金属复合管充液压形成形研究 被引量：3

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作者 林才渊 赵倩 初冠南 《精密成形工程》 2018年第2期38-44,共7页

目的促进双金属复合管中空构件在实际生产中的应用与推广。方法通过实验和数值模拟,研究双金属复合管室温下充液压形的可行性,分析内压对管材缺陷的影响,总结主要缺陷形式及缺陷的发生原因。结果室温成形时所需压力仅为15 MPa。对于Fe/A... 目的促进双金属复合管中空构件在实际生产中的应用与推广。方法通过实验和数值模拟,研究双金属复合管室温下充液压形的可行性,分析内压对管材缺陷的影响,总结主要缺陷形式及缺陷的发生原因。结果室温成形时所需压力仅为15 MPa。对于Fe/Al双金属复合管而言,当其内压增大至17 MPa时,则回弹量很小,通过控制坯料的回弹量即可减小内外管间隙缺陷。成形件壁厚分布均匀,且内压对其影响较小。结论充液压形可在室温下成形双金属复合管。回弹是成形件存在间隙的主要原因,间隙随着内压的增大而减小。 展开更多

关键词 双金属复合管中空构件 充液压形 缺陷 回弹 室温

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Φ17汽车配管管端精密快速成形仿真及应用

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作者 李晓广 许石民 孙登月 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期34-39,共6页

基于圆柱管在轴向载荷的作用下能发生对称的局部屈曲变形的原理,利用模具对钢管进行冷加工,成形出所需的喇叭状管口,确定了模具的进给量并分析了在该进给量下钢管缩径区直径的变化情况。钢管在脱模后由于残余应力的作用发生回弹影响成... 基于圆柱管在轴向载荷的作用下能发生对称的局部屈曲变形的原理,利用模具对钢管进行冷加工,成形出所需的喇叭状管口,确定了模具的进给量并分析了在该进给量下钢管缩径区直径的变化情况。钢管在脱模后由于残余应力的作用发生回弹影响成形精度。利用有限元软件ABAQUS对喇叭口成形过程和回弹进行仿真计算,得到不同进给量下管件的变形情况。基于仿真结果生产出公差为0.02mm的管件。 展开更多

关键词 钢管 冷成形 回弹 模拟

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