高压胶管总成力学模型及其扣压过程控制系统研究

发布时间：2020-05-12 11:35

【摘要】：液压工程中一个突出的问题是，对胶管总成连接质量控制没有一个严格的理论界定，表现为：①对胶管接头设计没有数学模型描述；②对总成压缩量没有数学模型描述。在工程实际中，总成压缩量都由试验确定。如果扣压机控制系统的压缩量标准建立在现行经验标准上，必然导致不准确。正是在这种背景下，本文展开了如下研究： 1．对液压工程应用极其广泛的锯齿型胶管总成建立了力学模型。在力学模型的基础上，得出了总成应力应变关系，分析了胶管总成连接质量的影响因素，提出了胶管总成连接质量控制准则，确定了相应的控制策略，使得胶管总成在扣压过程中不需要检测套筒外径以及总成的配合间隙，有利于提高总成的连接质量。 2．根据胶管总成质量控制准则，设计了一套基于单片机的自动控制系统。为了适应可视化操作，本文引入windows编程理念到单片机编程中。在适时检测上，引入了相关分析法，使得系统能够准确捕捉外套内齿与钢丝层接触时的特征区间位置，从而实现了胶管总成扣压过程的自动控制。 3．进行了现场扣压和爆破实验，，验证了模型正确性和控制系统有效性。本文在三个方面有所创新： 1．在设计理念上，提出了胶管总成连接质量控制准则，克服了传统的依照经验确定压缩量的缺陷。 2．首次建立了胶管总成力学模型。 3．提出了变齿距设计总成接头结构，并对该结构进行了有限元分析验证。本文在理论有上述突破，为工程实际提供了理论依据。在实践上，开发了一套扣压机自动控制系统，有助于提高压管的效率和总成连接质量。因此，本文具有重大的工程实用价值。
【图文】：

图.月..奋.润.曰.

支反力,套筒,表面

中南大学硕士学位论文第二章胶管总成力学模型研究图2一13套筒表面支反力分布图2一13反映了模具对外套外圆表面的压应力分布情况。由图可知，模具作用在外套表面的压应力并不是沿外套轴线均匀分布的，而是外套壁厚的不同而改变，外套筒壁越厚，表面压应力越大。由此产生轴向力矩达40533.94N·耐计算值)，在实际生产中表现为胶管总成扣压后形成一定的锥度。图2一14套筒三个方向应力沿轴向分布图2一14为外套应力状态沿胶管总成轴向分布情况。从图中可看出，外套轴向应力为拉应力，约9.SMPa，说明外套沿轴向基本处于自由受力状态。径向和周向应力为压应力
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2003
【分类号】：TH137

【引证文献】