一种压力和位移控制的方法
【专利摘要】本发明公开了一种压力和位移控制的方法，该方法包括如下步骤：S1、根据产品结构和具体要求，绘制三维工件和组合立体图，确定产品压力控制和尺寸控制的关键部位；S2、建立几何模型，利用某些特性对模型进行简化；S3、确定材料特性分析和边界条件，S4、采用专用分析软件对材料表征压力传递、接触状态、接触应力、位移变化等指标进行分析；S5、选择工装材料，利用工装材料在试验温度下热膨胀系数差异，设计复合工装。本发明的上述技术方案的有益效果如下：可以保证薄壁、多层结构复杂工件压力传递和位移控制的有效性，保证工件各个部位受力和位移可控。本发明可以广泛应用于热压焊和热塑成型等制造领域。
【专利说明】一种压力和位移控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明是针对有特殊要求工件一种压力和位移控制方法，主要用于热压或热塑加工领域，采用该方法可以降低工件失效风险，减小件边缘效应，确保工件压力均匀和位移精度可控，保证工件外形尺寸，提高工件一致性的方法。
【背景技术】
[0002]随着工业技术的不断发展和进步，对工件控制精度和工件一致性的要求越来越高，如何精确控制工件不同部位压力和位移，成为工件质量控制的关键，因此实现压力值和位移量精确控制，变得尤其重要。
[0003]如在热压焊制造领域，对于较大工件大面积整体热压加工过程中，位移控制较差，必定导致工件变形，影响工件生产质量稳定性，导致工件因不满足要求而报废。
[0004]为保证工件受力均匀传递和位移精确控制，需要改进工件常规施压方式，优化设计加压方法，保证工件各个部位受力状态和位移量可控，避免工件局部变形或失稳，提高工件生产质量。
[0005]目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
【发明内容】
[0006]为保证薄壁、多层结构复杂工件压力传递和位移控制的有效性，本发明提供了一种压力和位移控制的方法，根据压力传递要求和工件最终尺寸要求，利用材料热膨胀系数差异，设计复合工装(两种材料以上装配在一起)，来保证工件各个部位受力状态和位移可控，避免工件局部变形、失稳，提高工件生产可靠性。
[0007]为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种压力和位移控制的方法，该方法包括如下步骤:
[0008]31、根据产品结构和具体要求，绘制三维工件和组合立体图，确定产品压力控制和尺寸控制的关键部位；
[0009]32、建立几何模型，利用某些特性对模型进行简化；
[0010]33、进行材料特性分析，确定边界条件；
[0011]34、采用专用分析软件对材料表征压力传递、接触状态、接触应力、位移变化指标进行分析；
[0012]35、选择工装材料，利用工装材料在试验温度下热膨胀系数差异，设计复合工装；
[0013]36、分析工装接触状态、产品接触状态、接触应力和工件位移数据，利用工装材料膨胀系数差异，改变工装与工件某些部位接触状态，调整工装与产品的接触状态、压力状态和位移量；提高压力值和位移有效性，确保产品热压和热塑加工质量；
[0014]37、优化复合工装设计，采用工艺试验的方法进行比对，获得工件最佳位移量和产品质量，最终确定工装结构。
[0015]本发明的上述技术方案的有益效果如下:可以保证薄壁、多层结构复杂工件压力传递和位移控制的有效性，保证工件各个部位受力和位移可控。本发明可以广泛应用于热压焊和热塑成型等制造领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为传统的工装。
[0017]图2为通过本发明一种压力和位移控制的方法改进后的工装。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0019]为解决某工件热压焊后，其在较低气密压力下，发生焊缝泄露，且焊后工件外轮廓，主要是指法兰发生变形，导致焊后加工困难，造成工件报废的问题，本发明针对现有的不足提供一种压力和位移控制的方法，该方法包括如下步骤:
[0020]31、根据产品结构和具体要求，绘制三维工件和组合立体图，确定产品压力控制和尺寸控制的关键部位；
[0021]32、建立几何模型，利用某些特性对模型进行简化；
[0022]33、进行材料特性分析，确定边界条件；
[0023]34、采用专用分析软件对材料表征压力传递、接触状态、接触应力、位移变化指标进行分析；
[0024]35、选择工装材料，利用工装材料在试验温度下热膨胀系数差异，设计复合工装；
[0025]36、分析工装接触状态、产品接触状态、接触应力和工件位移数据，利用工装材料膨胀系数差异，改变工装与工件某些部位接触状态，调整工装与产品的接触状态、压力状态和位移量；提高压力值和位移有效性，确保产品热压和热塑加工质量
[0026]37、优化复合工装设计，采用工艺试验的方法进行比对，获得工件最佳位移量和产品质量，最终确定工装结构。
[0027]实施例1
[0028]一种压力和位移控制的方法，包括如下步骤:
[0029]311、根据喷注器结构要求，该喷注器由法兰采用？抓2绘制工件和组合立体图，确定工件压力和尺寸控制的关键部位。
[0030]312、建立几何模型，利用某些特性对模型进行了简化。这里主要注意的是工件接触情况、受力情况和装配状态。
[0031]313、材料特性分析和边界条件确定，要明确材料特性，并确定热压焊参数，如温度、压力、时间、表面光状态和真空度等一系列边界条件。
[0032]314、采用专用分析软件对表征压力传递、接触状态、接触应力、位移变化等指标进行分析。
[0033]315、工装材料应选择高温性能较好(相变温度一般应为热压焊温度的1.2倍以上)，这些材料膨胀系数比应在1.3-2.5之间，根据模拟分析设计复合工装，具体见图1、图2，其中1为膨胀系数较大材料，2为膨胀系数较小材料。
[0034]316、采用工艺试验的方法对扩散焊前后工件关键尺寸变形进行测量，并与模拟仿真计算结果对比，进一步优化模型和边界条件。
[0035]317、分析工装+喷注器工件接触状态、接触应力和位移数据，优化复合工装结构，确保工件压力和位移均匀可控。
[0036]318、对以上数据，进行分析比较，优化复合工装设计，采用工艺试验的方法进行比对，获得工件最佳受力状态，最终确定工装状态。
[0037]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.压力和位移控制的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: . 51、根据产品结构和具体要求，绘制三维工件和组合立体图，确定产品压力控制和尺寸控制的关键部位； .52、建立几何模型，利用某些特性对模型进行简化； . 53、进行材料特性分析，确定边界条件； .54、采用专用分析软件对材料表征压力传递、接触状态、接触应力、位移变化指标进行分析； .55、选择工装材料，利用工装材料在试验温度下热膨胀系数差异，设计复合工装； .56、分析工装接触状态、产品接触状态、接触应力和工件位移数据，利用工装材料膨胀系数差异，改变工装与工件某些部位接触状态，调整工装与产品的接触状态、压力状态和位移量; .57、优化复合工装设计，采用工艺试验的方法进行比对，获得工件最佳位移量和产品质量，最终确定工装结构。
【文档编号】G06F17/50GK104376150SQ201410588481
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】田英超 申请人:上海空间推进研究所