[發(fā)明專利]一種壓力和位移控制的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410588481.2
• 申請(qǐng)日: 2014-10-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104376150B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田英超;張祎玲;宋凡;崔曉晟;劉澤敏;馬紀(jì)龍;周杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海空間推進(jìn)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上海漢聲知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31236
• 代理人: 郭國(guó)中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是針對(duì)有特殊要求工件一種壓力和位移控制方法，主要用于熱壓或熱塑加工領(lǐng)域，采用該方法可以降低工件失效風(fēng)險(xiǎn)，減小件邊緣效應(yīng)，確保工件壓力均勻和位移精度可控，保證工件外形尺寸，提高工件一致性的方法。

背景技術(shù)

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)工件控制精度和工件一致性的要求越來(lái)越高，如何精確控制工件不同部位壓力和位移，成為工件質(zhì)量控制的關(guān)鍵，因此實(shí)現(xiàn)壓力值和位移量精確控制，變得尤其重要。

如在熱壓焊制造領(lǐng)域，對(duì)于較大工件大面積整體熱壓加工過(guò)程中，位移控制較差，必定導(dǎo)致工件變形，影響工件生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定性，導(dǎo)致工件因不滿足要求而報(bào)廢。

為保證工件受力均勻傳遞和位移精確控制，需要改進(jìn)工件常規(guī)施壓方式，優(yōu)化設(shè)計(jì)加壓方法，保證工件各個(gè)部位受力狀態(tài)和位移量可控，避免工件局部變形或失穩(wěn)，提高工件生產(chǎn)質(zhì)量。

目前沒(méi)有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類(lèi)似技術(shù)的說(shuō)明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類(lèi)似的資料。

發(fā)明內(nèi)容

為保證薄壁、多層結(jié)構(gòu)復(fù)雜工件壓力傳遞和位移控制的有效性，本發(fā)明提供了一種壓力和位移控制的方法，根據(jù)壓力傳遞要求和工件最終尺寸要求，利用材料熱膨脹系數(shù)差異，設(shè)計(jì)復(fù)合工裝(兩種材料以上裝配在一起)，來(lái)保證工件各個(gè)部位受力狀態(tài)和位移可控，避免工件局部變形、失穩(wěn)，提高工件生產(chǎn)可靠性。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種壓力和位移控制的方法，該方法包括如下步驟：

S1、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和具體要求，繪制三維工件和組合立體圖，確定產(chǎn)品壓力控制和尺寸控制的關(guān)鍵部位；

S2、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；

S3、進(jìn)行材料特性分析，確定邊界條件；

S4、采用專用分析軟件對(duì)材料表征壓力傳遞、接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力、位移變化指標(biāo)進(jìn)行分析；

S5、選擇工裝材料，利用工裝材料在試驗(yàn)溫度下熱膨脹系數(shù)差異，設(shè)計(jì)復(fù)合工裝；

S6、分析工裝接觸狀態(tài)、產(chǎn)品接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力和工件位移數(shù)據(jù)，利用工裝材料膨脹系數(shù)差異，改變工裝與工件某些部位接觸狀態(tài)，調(diào)整工裝與產(chǎn)品的接觸狀態(tài)、壓力狀態(tài)和位移量；提高壓力值和位移有效性，確保產(chǎn)品熱壓和熱塑加工質(zhì)量；

S7、優(yōu)化復(fù)合工裝設(shè)計(jì)，采用工藝試驗(yàn)的方法進(jìn)行比對(duì)，獲得工件最佳位移量和產(chǎn)品質(zhì)量，最終確定工裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：可以保證薄壁、多層結(jié)構(gòu)復(fù)雜工件壓力傳遞和位移控制的有效性，保證工件各個(gè)部位受力和位移可控。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于熱壓焊和熱塑成型等制造領(lǐng)域。

附圖說(shuō)明

圖1為傳統(tǒng)的工裝。

圖2為通過(guò)本發(fā)明一種壓力和位移控制的方法改進(jìn)后的工裝。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。

為解決某工件熱壓焊后，其在較低氣密壓力下，發(fā)生焊縫泄露，且焊后工件外輪廓，主要是指法蘭發(fā)生變形，導(dǎo)致焊后加工困難，造成工件報(bào)廢的問(wèn)題，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的不足提供一種壓力和位移控制的方法，該方法包括如下步驟：

S1、根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和具體要求，繪制三維工件和組合立體圖，確定產(chǎn)品壓力控制和尺寸控制的關(guān)鍵部位；

S2、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；

S3、進(jìn)行材料特性分析，確定邊界條件；

S4、采用專用分析軟件對(duì)材料表征壓力傳遞、接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力、位移變化指標(biāo)進(jìn)行分析；

S5、選擇工裝材料，利用工裝材料在試驗(yàn)溫度下熱膨脹系數(shù)差異，設(shè)計(jì)復(fù)合工裝；

S6、分析工裝接觸狀態(tài)、產(chǎn)品接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力和工件位移數(shù)據(jù)，利用工裝材料膨脹系數(shù)差異，改變工裝與工件某些部位接觸狀態(tài)，調(diào)整工裝與產(chǎn)品的接觸狀態(tài)、壓力狀態(tài)和位移量；提高壓力值和位移有效性，確保產(chǎn)品熱壓和熱塑加工質(zhì)量

S7、優(yōu)化復(fù)合工裝設(shè)計(jì)，采用工藝試驗(yàn)的方法進(jìn)行比對(duì)，獲得工件最佳位移量和產(chǎn)品質(zhì)量，最終確定工裝結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例1

一種壓力和位移控制的方法，包括如下步驟：

S11、根據(jù)噴注器結(jié)構(gòu)要求，該噴注器由法蘭采用ProE繪制工件和組合立體圖，確定工件壓力和尺寸控制的關(guān)鍵部位。

S12、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。這里主要注意的是工件接觸情況、受力情況和裝配狀態(tài)。

S13、材料特性分析和邊界條件確定，要明確材料特性，并確定熱壓焊參數(shù)，如溫度、壓力、時(shí)間、表面光狀態(tài)和真空度等一系列邊界條件。