一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺，包括以下步骤:对管坯退火、酸洗、润滑得到管件成品；利用有限元软件建立管路结构的有限元分析模型；根据得到的在静态外载荷作用下的最大Mises应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C对管件进行等级分析；检测单元是用于接收有限元软件分析模块的不合格信号，并根据该信号对非标管件的生产路径进行分析，本发明专利技术对非标管件的生产路径进行分析，并判断影响该非标管件生产时的不合格因素，避免下一批次因同样的生产原因，导致管件不合格的问题。管件不合格的问题。管件不合格的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺


[0001]本专利技术涉及非标管件制备的
，具体涉及一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺。

技术介绍

[0002]中国专利CN111923339A公开了一种非标管件成型模具，涉及到管件模具领域，所述非标管件成型模具成型腔尺寸可调，包括工作台面、下模和上模，工作台面上表面固定的下模通过螺栓连接上模，下模、上模内部设有的三通管成型内腔与下模、上模外壁相通处均密封抵压有顶压板，顶压板的内侧通过模芯连杆焊接固定有内模芯，内模芯的外部均滑动套设有套模；
[0003]现有技术中，非标管件在制备完成后，在对其进行检查时，通常采用视觉相机判断管件是否出现损伤，而无法根据管件分析的结果对生产工艺的温度和压力进行追溯，从而避免不合格管件继续生产的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就在于解决上述
技术介绍
的问题，而提出一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺，包括以下步骤:
[0007]步骤1、对管坯退火、酸洗、润滑得到管件成品；
[0008]步骤2、利用有限元软件建立管路结构的有限元分析模型，分析管路结构在外载荷作用下的应力、应变及位移响应，分析管路结构在预应力模型作用下的自振频率振型，分析管路结构在随机振动载荷作用下的动态应力、应变、位移及加速度响应，并从中提取管路结构在静态外载荷作用下的最大M i ses应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C；
[0009]步骤3、根据得到的在静态外载荷作用下的最大M i ses应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C对管件进行等级分析；
[0010]步骤4、检测单元是用于接收有限元软件分析模块的不合格信号，并根据该信号对非标管件的生产路径进行分析；
[0011]具体地，在单位时间内获取管件物料生产过程中的实时温度T、实时压力P；提取在单位时间内的实时温度最小值Tmi n和实时温度最大值Tmax，以及在单位时间内的实时压力最小值Pm i n和实时压力最大值Pmax；
[0012]根据公式1Dt＝d1(Tmax
‑
Tmi n)/d2T，计算得到温度缓和度Dt，根据公式2Dp＝d3(Pmax
‑
Pm i n)/d4P，计算得到压力缓和度Dp；将温度缓和度Dt和压力缓和度Dp代入到公式J＝exp(α+Dt*Dp)中，得到检测值J；
[0013]判断子单元将得到的检测值J与检测阈值Jy进行比较，并判断出现故障的时间、数值以及等级。
[0014]作为本专利技术进一步的方案：在步骤3中，对相应的数值进行归一化处理，通过公式Z＝a1*A+b1*B+c1*C，得到比对值；
[0015]步骤52、将得到的比对值Z与阈值ZY比较，当Z>ZY值，说明该制备的管件超出预设范围，并生成不合格信号；当Z<ZY值，说明该制备的管件超出预设范围，并生成合格信号；
[0016]步骤53、将生产的不合格信号发送至检测单元。
[0017]作为本专利技术进一步的方案：判断子单元具体工作过程如下：
[0018]步骤41、将以管道长度为X轴，采集子单元采集到的实时温度为Y轴，构建直角坐标系，从而得到温度波动图，将将以管道长度为X轴，采集子单元采集到的实时压力为Y轴，构建直角坐标系，从而得到压力波动图；
[0019]步骤42：将温度波动图与预设温度波形图进行重合比对，统计得到温度波动图与预设温度波形图的交叉点，并将交叉点按照顺序进行标记为：X1、X2、
……
、Xn；
[0020]步骤43：将温度波动图与压力波动图的交叉图进行在线剪切得到交叉图，计算交叉图的面积并记为S，同时将获取交叉部分的波动图的曲率平均值Lp，并代入公式β1＝(l n0.38)Lp，从而得到调节因子β1。
[0021]作为本专利技术进一步的方案：预设温度波形图为预设的温度最大值，预设压力波形图为预设的压力最大值。
[0022]作为本专利技术进一步的方案：将计算得到的面积S与阈值SY1和SY2进行比较。
[0023]作为本专利技术进一步的方案：若S<SY1；则该生产得到的非标管件为一级残次品。
[0024]作为本专利技术进一步的方案：若SY1<S<SY2；则该生产得到的非标管件为二级残次品。
[0025]作为本专利技术进一步的方案：若SY2>S；则该生产得到的非标管件为三级残次品。
[0026]作为本专利技术进一步的方案：。
[0027]本专利技术的有益效果：
[0028]本专利技术利用利用有限元软件建立管路结构的有限元分析模型得到在静态外载荷作用下的最大M i ses应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C；然后基于上述数值进行分析判断生产的管件是否合格；将生产的不合格信号发送至检测单元；检测单元是用于接收有限元软件分析模块的不合格信号，并根据该信号对非标管件的生产路径进行分析，并判断影响该非标管件生产时的不合格因素，避免下一批次因同样的生产原因，导致管件不合格的问题。
附图说明
[0029]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0030]图1是本专利技术的系统框图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]请参阅图1所示，本专利技术为一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺，包括以下步骤：
[0033]步骤1：对管坯进行真空退火处理；
[0034]步骤2：对退火后的管坯用酸洗液进行酸洗，然后依次进行磷化、皂化和润滑处理；所述皂化处理所用的皂化液包括石油磺酸钠、三乙醇胺、油酸、十二烯基丁二酸、苯骈三氮唑、机械油；润滑处理采用玻璃粉、石墨、碳酸钠的混合物进行处理；
[0035]步骤3：将润滑处理后的管坯进行热轧，冷却后进行时效处理，得到钢管成品；
[0036]步骤4：利用有限元软件建立管路结构的有限元分析模型，分析管路结构在外载荷作用下的应力、应变及位移响应，分析管路结构在预应力模型作用下的自振频率振型，分析管路结构在随机振动载荷作用下的动态应力、应变、位移及加速度响应，并从中提取管路结构在静态外载荷作用下的最大M i ses应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C；具体步骤如下：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤:步骤1、对管坯退火、酸洗、润滑得到管件成品；步骤2、利用有限元软件建立管路结构的有限元分析模型，分析管路结构在外载荷作用下的应力、应变及位移响应，分析管路结构在预应力模型作用下的自振频率振型，分析管路结构在随机振动载荷作用下的动态应力、应变、位移及加速度响应，并从中提取管路结构在静态外载荷作用下的最大Mises应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C；步骤3、根据得到的在静态外载荷作用下的最大Mi ses应力A、随机振动载荷作用下的最大均方根应力B以及该最大均方根应力B对应部位的应力功率谱C对管件进行等级分析；步骤4、检测单元是用于接收有限元软件分析模块的不合格信号，并根据该信号对非标管件的生产路径进行分析；具体地，在单位时间内获取管件物料生产过程中的实时温度T、实时压力P；提取在单位时间内的实时温度最小值Tmin和实时温度最大值Tmax，以及在单位时间内的实时压力最小值Pmin和实时压力最大值Pmax；根据公式1Dt＝d1(Tmax
‑
Tmin)/d2T，计算得到温度缓和度Dt，根据公式2Dp＝d3(Pmax
‑
Pmin)/d4P，计算得到压力缓和度Dp；将温度缓和度Dt和压力缓和度Dp代入到公式J＝exp(α+Dt*Dp)中，得到检测值J；判断子单元将得到的检测值J与检测阈值Jy进行比较，并判断出现故障的时间、数值以及等级。2.根据权利要求1所述的一种基于有限元分析的化工用非标管件的制备工艺,其特征在于，在步骤3中，对相应的数值进行归一化处理，通过公式Z＝a1*A+b1*B+c1*C，得到比对值；步骤52、将得到的比对值Z与阈值ZY比较，当Z>ZY值，说明该制备的管件超出...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋春龙，马戟，章城，
申请(专利权)人：江阴市南方管件制造有限公司，
类型：发明
国别省市：