一種壓力和位移控制的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了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、確定材料特性分析和邊界條件，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、位移變化等指標(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。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。
【專利說明】一種壓力和位移控制的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]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)】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]目前沒有發(fā)現(xiàn)同本發(fā)明類似技術(shù)的說明或報(bào)道，也尚未收集到國(guó)內(nèi)外類似的資料。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]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。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，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:
[0008]31、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；
[0009]32、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；
[0010]33、進(jìn)行材料特性分析，確定邊界條件；
[0011]34、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；
[0012]35、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；
[0013]36、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；
[0014]37、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)。
[0015]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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為傳統(tǒng)的工裝。
[0017]圖2為通過本發(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】
[0018]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、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。
[0019]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:
[0020]31、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；
[0021]32、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化；
[0022]33、進(jìn)行材料特性分析，確定邊界條件；
[0023]34、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；
[0024]35、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；
[0025]36、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
[0026]37、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)。
[0027]實(shí)施例1
[0028]一種壓力和位移控制的方法，包括如下步驟:
[0029]311、根據(jù)噴注器結(jié)構(gòu)要求，該噴注器由法蘭采用？抓2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。
[0030]312、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)。
[0031]313、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。
[0032]314、采用專用分析軟件對(duì)表征壓力傳遞、接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力、位移變化等指標(biāo)進(jìn)行分析。
[0033]315、工裝材料應(yīng)選擇高溫性能較好(相變溫度一般應(yīng)為熱壓焊溫度的1.2倍以上)，這些材料膨脹系數(shù)比應(yīng)在1.3-2.5之間，根據(jù)模擬分析設(shè)計(jì)復(fù)合工裝，具體見圖1、圖2，其中1為膨脹系數(shù)較大材料，2為膨脹系數(shù)較小材料。
[0034]316、采用工藝試驗(yàn)的方法對(duì)擴(kuò)散焊前后工件關(guān)鍵尺寸變形進(jìn)行測(cè)量，并與模擬仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)比，進(jìn)一步優(yōu)化模型和邊界條件。
[0035]317、分析工裝+噴注器工件接觸狀態(tài)、接觸應(yīng)力和位移數(shù)據(jù)，優(yōu)化復(fù)合工裝結(jié)構(gòu)，確保工件壓力和位移均勻可控。
[0036]318、對(duì)以上數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析比較，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)，獲得工件最佳受力狀態(tài)，最終確定工裝狀態(tài)。
[0037]以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.壓力和位移控制的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: . 51、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； .52、建立幾何模型，利用某些特性對(duì)模型進(jìn)行簡(jiǎn)化； . 53、進(jìn)行材料特性分析，確定邊界條件； .54、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； .55、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； .56、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; .57、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)。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104376150SQ201410588481
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】田英超 申請(qǐng)人:上?？臻g推進(jìn)研究所