空間大型彎曲圓鋼管加工誤差理論研究
發(fā)布時(shí)間:2017-06-05 13:16
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【摘要】:隨著空間彎管的跨度越來越大,形狀越來越復(fù)雜,在空間彎管制造拼裝過程中誤差的傳遞和累積問題越來越凸顯。目前空間彎管制作工藝流程中對(duì)于彎管加工制造之后產(chǎn)生的加工累積誤差主要采取兩種方法:第一,進(jìn)一步提高工程中每個(gè)分段彎管的制造精度。然而工廠生產(chǎn)中所依據(jù)的鋼結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范已經(jīng)給出了最適宜的加工經(jīng)濟(jì)精度,在這個(gè)基礎(chǔ)上每增加一個(gè)精度等級(jí),加工的難度會(huì)呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。第二,對(duì)加工誤差過大的空間彎管采取施工完畢后的機(jī)械矯正和火焰矯正的方法來達(dá)到允許誤差范圍。可是這會(huì)增加多余的時(shí)間成本和人力成本,而且會(huì)造成管內(nèi)產(chǎn)生殘余應(yīng)力。綜上,還沒有形成一套完整的大型空間彎管的加工誤差理論。這與當(dāng)下空間鋼結(jié)構(gòu)蓬勃發(fā)展的趨勢(shì)是不相符的,因此,必須研究出一套適合大型空間彎管的加工誤差控制理論。本文以大型空間彎管為研究對(duì)象,以控制加工累積誤差為核心,針對(duì)空間彎管的加工累積誤差做了以下研究:(1)應(yīng)用空間曲線基本理論,空間彎管軸線關(guān)鍵點(diǎn)表達(dá)方法,基于UG環(huán)境對(duì)空間彎管幾何信息的自動(dòng)獲取進(jìn)行二次開發(fā),并對(duì)空間彎管分段點(diǎn)設(shè)計(jì)三維坐標(biāo)的獲取方法進(jìn)行了分析。(2)針對(duì)空間彎管加工誤差的主要因素彎管制造誤差和拼裝誤差的成因分別進(jìn)行理論分析和有限元分析,研究規(guī)范中對(duì)制造誤差的允許范圍,以及減小拼裝誤差的工藝措施。(3)對(duì)制造誤差和拼裝誤差的累積模型進(jìn)行研究,對(duì)拼裝的彎管進(jìn)行分析,確定其具體的線位移誤差和角位移誤差。以某工程實(shí)例為背景分析影響累積誤差模型的主要因素是角位移誤差。(4)基于尺寸鏈理論建立累積誤差的尺寸鏈問題,提出正偏差環(huán)和負(fù)偏差環(huán)相錯(cuò)的誤差相互抵償方法。根據(jù)累積誤差模型的主要因素對(duì)累積誤差的控制方法進(jìn)一步的優(yōu)化,建立累積誤差進(jìn)一步優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)累積誤差最優(yōu)控制。
【關(guān)鍵詞】:大跨度 空間彎管 累積誤差 誤差控制 尺寸鏈
【學(xué)位授予單位】:浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TU758.16;TG306
【目錄】:
- 致謝4-5
- 摘要5-6
- Abstract6-11
- 1 緒論11-22
- 1.1 課題背景11-13
- 1.2 圓鋼管結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況13-14
- 1.3 空間彎曲圓鋼管的制作工藝及成形原理14-19
- 1.3.1 空間彎曲圓鋼管特點(diǎn)14
- 1.3.2 空間彎曲圓鋼管制作工藝14-16
- 1.3.3 彎管制造誤差產(chǎn)生原因及研究現(xiàn)狀16-18
- 1.3.3.1 彎管制造原理16-17
- 1.3.3.2 彎管制造誤差研究現(xiàn)狀17-18
- 1.3.4 彎管間對(duì)接焊縫的拼接誤差研究現(xiàn)狀18-19
- 1.4 空間彎管誤差控制方法及相關(guān)領(lǐng)域研究現(xiàn)狀19-21
- 1.4.1 空間彎管誤差控制方法19
- 1.4.2 相關(guān)領(lǐng)域誤差分析方法19-20
- 1.4.3 尺寸鏈分析方法20-21
- 1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容21-22
- 2 空間彎管加工方法與三維設(shè)計(jì)坐標(biāo)點(diǎn)獲取22-33
- 2.1 空間曲線基本理論22-23
- 2.2 彎管的分段加工23-24
- 2.3 空間彎管軸線關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)學(xué)描述24-28
- 2.3.1 彎管空間幾何信息24-27
- 2.3.2 空間彎管坐標(biāo)轉(zhuǎn)換方法27-28
- 2.4 基于UG環(huán)境的空間彎管幾何信息自動(dòng)獲取28-30
- 2.4.1 空間彎管三維模型幾何信息28-29
- 2.4.2 鋼管幾何信息自動(dòng)獲取的實(shí)現(xiàn)29-30
- 2.5 分段點(diǎn)設(shè)計(jì)坐標(biāo)的獲取30-32
- 2.5.1 AutoCAD三維建模法30
- 2.5.2 坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)變換法30-32
- 2.5.2.1 旋轉(zhuǎn)變換模型30-31
- 2.5.2.2 旋轉(zhuǎn)變換的參數(shù)求解31-32
- 2.6 本章小結(jié)32-33
- 3 空間彎管加工誤差的成因和規(guī)范33-43
- 3.1 空間彎管制造和拼裝誤差成因33-40
- 3.1.1 空間彎管制造誤差影響因素分析33-37
- 3.1.2 鋼管對(duì)接焊縫收縮變形的數(shù)值模擬37-40
- 3.1.2.1 鋼管間焊接方式37-38
- 3.1.2.2 對(duì)接焊縫物理模型38
- 3.1.2.3 有限元數(shù)值模擬38-39
- 3.1.2.4 數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果39-40
- 3.2 彎管制造規(guī)范40-41
- 3.3 空間彎管對(duì)接焊縫規(guī)范41-42
- 3.4 本章小結(jié)42-43
- 4 制造和拼裝誤差的累積模型43-56
- 4.1 彎管制造誤差和拼裝誤差分析方法43-48
- 4.1.1 線位移誤差影響45-46
- 4.1.2 拼裝時(shí)角位移誤差的影響46-47
- 4.1.3 拼接誤差的計(jì)算47-48
- 4.1.4 制造和拼裝誤差累積計(jì)算模型48
- 4.2 空間彎管誤差累積模型48-50
- 4.3 制造和拼裝誤差的確定50-52
- 4.3.1 制造誤差對(duì)線位移誤差和角位移誤差的影響50-52
- 4.3.2 拼裝誤差的確定52
- 4.4 某工程中合龍口累積誤差分析52-55
- 4.4.1 坐標(biāo)法計(jì)算累積誤差52-53
- 4.4.2 三種誤差的單獨(dú)影響53-55
- 4.5 本章小結(jié)55-56
- 5 空間彎管誤差控制技術(shù)研究56-66
- 5.1 基于尺寸鏈的累積誤差控制方法56-61
- 5.1.1 尺寸鏈基本概念56-57
- 5.1.2 空間彎管尺寸鏈問題的建立57
- 5.1.3 累積誤差相互抵償討論57-60
- 5.1.4 工程中誤差相互抵償?shù)男Ч?/span>60-61
- 5.2 累積誤差控制技術(shù)的優(yōu)化61-64
- 5.2.1 誤差控制模型的建立62-64
- 5.2.2 工程中累積誤差優(yōu)化的效果64
- 5.3 本章小結(jié)64-66
- 6 總結(jié)與展望66-68
- 6.1 論文研究結(jié)論總結(jié)66-67
- 6.2 展望67-68
- 參考文獻(xiàn)68-72
- 作者簡(jiǎn)歷72
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1 楊興邦;楊遠(yuǎn)志;;計(jì)算機(jī)輔助加工誤差統(tǒng)計(jì)分析[J];機(jī)械;1992年02期
2 劉貴富;齒輪加工誤差對(duì)齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的影響[J];機(jī)械工程師;1994年06期
3 孫麗媛;用
本文編號(hào):423833
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