大口径管件智能化矫直关键技术研究

大口径管件成形工艺路线大多为板坯弯曲、焊接、扩径，各道工序的残余应力容易造成管件翘曲变形超差而不能满足使用要求。弯管矫直因口径大、管坯长、翘曲挠度相对小无法采用辊式矫直，国内仅限于凭经验目测下压量进行矫直控制，不仅精度低而且废品率较高，目前国内外对该问题未见系统的研究。本课题拟开展矫直工艺机理研究，以小挠度弯曲回弹理论、数值模拟、实验为指导研究大口径管件的矫直规律，获得矫直参数的理论解；引入计算机图像识别技术以 CCD获取管件翘曲变形的图像特征，建立管件挠曲线的数学模型；以矫直理论得出的规律为依据对管件挠曲线模型进行优化，目的是对整条曲线进行有限次分段处理，寻求一种高效的智能化矫直方案，为智能矫直机的设计开发提供依据。本项目研究内容新颖，且不同于传统板材、细管、圆钢的辊式矫直，对探索大型管件的矫直成形规律具有重要的理论意义，同时研究成果能直接指导大口径直缝焊管的矫直加工，具有重大实用价值。

大口径管件成形工艺路线大多为板坯弯曲、焊接、扩径，各道工序的残余应力容易造成管件翘曲变形超差而不能满足使用要求。弯管矫直因口径大、管坯长、翘曲挠度相对小无法采用辊式矫直，国内仅限于凭经验目测下压量进行矫直控制，不仅精度低而且废品率较高。本项目针对该问题开展了矫直工艺理论研究，提出了平面弯曲过弯矫直等价原理，该原理视矫直是弯曲的逆过程，对所有平面弯曲问题给出了统一的理论解；项目采用基于三角测量法的激光三角位移传感器以位移代挠度，建立了大口径管件平面弯曲挠曲线的非接触测量系统，该方法能够以较高精度测量平面小挠度弯曲的挠曲线；基于平面弯曲过弯矫直等价原理可预测出任意平面弯曲的挠曲线所需的矫直弯矩分布曲线，通过优化弯矩施加的点数与次数，可给出多点多次矫直的定量解。本项目研究内容新颖，且不同于传统板材、细管、圆钢的辊式矫直，对大型管件的矫直成形工艺具有重要的理论意义，同时研究成果能直接指导大口径直缝焊管的矫直加工，具有重大的实用价值。