大型管件三点弯曲过弯矫直智能化控制策略

摘要

本发明涉及一种大型管件三点弯曲过弯矫直智能化控制策略，其特征是：一次测量管件的初始挠度，通过分析厂家的设备条件，即可给出相应的矫直策略，该策略包含矫直次数，及对应每次矫直支点、压点的位置和相应的矫直载荷，采用该策略对管件进行矫直，可将其直线度修正到要求以内。并且可以根据矫直数据，得到该管件的真实材料性能参数，从而对矫直策略进行修正，进而进行后续矫直，使其矫直效果达到最优。

主权项

1.一种大型管件三点弯曲过弯矫直智能化控制策略，其特征是：具体步骤如下：1）将管件送到成型压力机台面上，转动管件使其弯曲平面垂直于压力机台面，对管件的上边缘从左到右进行等效扫描测量得到管件轴线的弯曲挠度曲线，其中管件的左端面的上边缘点为测量的坐标原点，对测量得到的数据点进行拟合，拟合方程采用傅里叶级数两项形式，得到其挠度曲线的数学函数表达式y=f(x)=a₀+a₁cos(x·w)+b₁sin(x·w)+a₂cos(2·x·w)+b₂sin(2·x·w)式中x为测量点距离管件左端面的距离，y为测量点的挠度；2）将挠度曲线函数表达式，及该管件的材料性能参数包括弹性模量E、屈服极限σ_s、塑性切线模量D代入公式$K\left(x\right)=\frac{E}{E-D}{K}_0\left(x\right)+\frac{K\left(x\right)}{\pi }(2{\theta }_s+\sin 2{\theta }_s)$$M\left(x\right)+\mathrm{DIK}\left(x\right)+\frac{K\left(x\right)}{\pi }(E-D)I(2{\theta }_s+\sin 2{\theta }_s)$得到管件矫直所需的理论弯矩；其中为管件的初始曲率分布，R₁和R₂分别为管件的外圆和内圆的半径；3）确定设备条件；设备条件有两种，第一种设备条件为：压力机的压头、两支点的位置均固定，具有传送设备将管件移动到相应位置；第二设备条件为：压力机的压头固定，压力机的俩支点间距一定，俩支点可以整体移动；所述两种设备条件中的设备均要求设备配有压力传感器及位移传感器，能够实时获得矫直过程中的载荷与行程曲线；4）根据得到的矫直弯矩及设备条件给出相应的矫直策略，矫直策略包含矫直次数，及对应每次矫直支点、压点的位置和相应的矫直载荷；4.1）当获取理论矫直弯矩后，采用3～7次的矫直次数；4.2）当矫直次数确定后，则将理论矫直弯矩沿管件长度方向等分为矫直次数段，各段的中点位置即为每次矫直时的压头所在位置；4.3）若采用第一种设备条件，当压头位置确定后，则支点位置也相应确定；其相应的载荷值也确定，为：4×压点处弯矩值/（左右支点之间的距离）；若采用第二种设备条件，则其支点位置也相应确定，其相应的载荷值为：压点处弯矩/（左支点与压点之间的距离）+压点处弯矩/（右支点与压点之间的距离）；4.4）对实际矫直弯矩进行修正，其实际矫直载荷值为上步中计算所得载荷值×修正系数；当矫直次数为3次时，其修正系数为1.1，当矫直次数为4次时，其修正系数为1.08；当矫直次数为5次时，其修正系数为1.06；当矫直次数为6次时，其修正系数为1.04；当矫直次数为7次时，其修正系数为1.02；5）第一次矫直时通过其矫直过程中获取的矫直载荷-行程，实时得到管件真实的材料性能参数，包括弹性模量E、屈服极限σ_s、塑性切线模量D，依据这些参数对2-4步的数据进行修正；6）依据修正后的矫直策略进行后续的矫直；7）矫直结束后，测量管件的挠度曲线是否满足直线度要求，若满足，矫直过程结束，若不满足，则重复上述1～6步过程。