本申请提供一种楔形螺纹管接头的优化方法、装置和可读存储介质。该方法包括：根据楔形螺纹管接头的有限元模型以及获取的环境载荷数据，确定所述有限元模型的输出结果；根据所述输出结果，确定楔形螺纹管接头的预紧力衰减率和扩口锥面的面积比值；面积比值为扩口锥面实际接触区域的实际接触区域面积和扩口锥面总面积的比值；根据预紧力衰减率和面积比值，确定楔形角、锥面锥角、预紧力衰减率和面积比值之间的关联模型；根据关联模型，确定楔形螺纹管接头的优化参数，优化参数包括目标楔形角和目标锥面锥角。本申请的方案，可以给出最优的楔形角和锥面锥角，能够实现复杂服役环境下管接头的优异防松和密封性能。管接头的优异防松和密封性能。管接头的优异防松和密封性能。
【技术实现步骤摘要】
楔形螺纹管接头的优化方法、装置及可读存储介质
[0001]本申请涉及静密封结构
，特别是指一种楔形螺纹管接头的优化方法、装置及可读存储介质。
技术介绍
[0002]在复杂服役过程中，管接头很容易受到振动、冲击、交变温度等载荷作用，从而出现松动和泄漏等失效行为，影响管路服役的可靠性。扩口式楔形螺纹管接头是最近工程中采用的一种管接头形式，螺纹楔形角和锥面锥角显著影响管接头的松动和泄漏行为，目前面向复杂恶劣服役环境的扩口式楔形螺纹管接头结构，并没有一种可靠的优化方法，可以提供最优的楔形角和锥面锥角。
技术实现思路
[0003]本申请的目的是提供一种楔形螺纹管接头的优化方法、装置及可读存储介质，以解决在复杂服役环境下管接头的防松和密封性能差的问题。
[0004]为达到上述目的，本申请的实施例提供一种楔形螺纹管接头的优化方法，应用于楔形螺纹管接头密封结构，包括：
[0005]根据楔形螺纹管接头的有限元模型以及获取的环境载荷数据，确定所述有限元模型的输出结果；
[0006]根据所述输出结果，确定楔形螺纹管接头的预紧力衰减率和扩口锥面的面积比值；所述面积比值为扩口锥面实际接触区域的实际接触区域面积和扩口锥面总面积的比值；
[0007]根据所述预紧力衰减率和所述面积比值，确定楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间的关联模型；
[0008]根据所述关联模型，确定所述楔形螺纹管接头的优化参数，所述优化参数包括目标楔形角和目标锥面锥角。
[0009]可选地，上述的方法还包括：
[0010]获取楔形螺纹管接头对应的螺栓和螺母配合状态下的三维数据；
[0011]根据预设三维模型，将所述三维数据进行网格划分，确定楔形内螺纹数据、螺栓外螺纹数据和扩口锥面数据；
[0012]根据所述楔形内螺纹数据、所述螺栓外螺纹数据和所述扩口锥面数据，构建楔形螺纹管接头的所述有限元模型；所述有限元模型包括多个规则分布的六面体网格；所述六面体网格中靠近楔形内螺纹、螺栓外螺纹和扩口锥面的区域网格密集，远离楔形内螺纹、螺栓外螺纹和扩口锥面的区域网格稀疏。
[0013]可选地，根据所述预紧力衰减率和所述面积比值，确定楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间的关联模型，包括：
[0014]更改楔形螺纹管接头的楔形角和锥面锥角中至少一种参数，根据所述有限元模
型，获取一组所述预紧力衰减率和所述面积比值的关系数据；
[0015]重复执行更改所述更改楔形螺纹管接头的楔形角和锥面锥角中至少一种参数的步骤N次，获取N组所述关系数据；N为大于1的整数；
[0016]将N组所述关系数据确定为数据集；所述数据集用于表示不同楔形角和/或不同锥面锥角下，楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间四者的对应关系数据；
[0017]根据所述数据集中的所述对应关系数据，确定近似模型的回归基函数；
[0018]根据所述回归基函数、对应的预紧力衰减率和面积比值，确定目标函数；
[0019]根据所述目标函数，确定所述关联模型。
[0020]可选地，根据所述回归基函数、对应的预紧力衰减率和面积比值，确定目标函数，包括：
[0021]确定所述回归基函数和对应的回归系数的乘积；
[0022]确定所述目标函数为包括对应的预紧力衰减率和面积比值等于所述乘积和随机项的函数关系式，其中，所述回归系数和所述随机项为未知量，所述回归基函数和所述对应的预紧力衰减率和面积比值为已知量；所述随机项为基于楔形角和锥面锥角之间的均值为零、协方差不为零的随机过程。
[0023]可选地，上述方法还包括：
[0024]通过增加样本数据，对所述关联模型的精度进行评估，获得评估结果；
[0025]若根据所述评估结果确定，所述关联模型的精度不满足预设精度要求，则重新计算所述回归系数和所述随机项。
[0026]可选地，所述环境载荷数据包括周期性振动载荷、随机振动载荷、冲击载荷和交变温度载荷中至少一项。
[0027]可选地，根据所述关联模型，确定所述楔形螺纹管接头的优化参数，包括：
[0028]根据所述关联模型，确定所述预紧力衰减率最小和所述面积比值最大的目标参数；
[0029]确定所述目标参数对应的楔形角和锥面锥角为所述优化参数。
[0030]可选地，上述方法还包括：
[0031]确定所述楔形螺纹管接头的单元类型和材料属性；
[0032]根据所述单元类型和所述材料属性，确定约束条件，并以外套螺母构建柱坐标系；
[0033]在所述柱坐标系中，对所述外套螺母的外表面所有节点施加第一方向的位移，模拟楔形螺纹管接头动态拧紧过程，确定楔形螺纹管接头的动态拧紧数据。
[0034]为达到上述目的，本申请的实施例还提供一种楔形螺纹管接头的优化装置，应用于楔形螺纹管接头密封结构，包括：
[0035]第一确定模块，用于根据楔形螺纹管接头的有限元模型以及获取的环境载荷数据，确定所述有限元模型的输出结果；
[0036]第二确定模块，用于根据所述输出结果，确定楔形螺纹管接头的预紧力衰减率和扩口锥面的面积比值；所述面积比值为扩口锥面实际接触区域的实际接触区域面积和扩口锥面总面积的比值；
[0037]第三确定模块，用于根据所述预紧力衰减率和所述面积比值，确定楔形角、锥面锥
角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间的关联模型；
[0038]第四确定模块，用于根据所述关联模型，确定所述楔形螺纹管接头的优化参数，所述优化参数包括目标楔形角和目标锥面锥角。
[0039]为达到上述目的，本申请的实施例还提供一种可读存储介质，其上存储有程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如上所述的楔形螺纹管接头的优化方法中的步骤。
[0040]本申请的上述技术方案的有益效果如下：
[0041]本申请的实施例中，根据楔形螺纹管接头的有限元模型和楔形螺纹管接头的动态拧紧数据，确定实测的环境载荷数据；根据环境载荷数据，确定楔形螺纹管接头的预紧力衰减率和扩口锥面的面积比值；面积比值为扩口锥面实际接触区域的实际接触区域面积和扩口锥面总面积的比值；根据预紧力衰减率和面积比值，确定楔形角、锥面锥角、预紧力衰减率和面积比值之间的关联模型；根据关联模型，确定楔形螺纹管接头的优化参数，优化参数包括目标楔形角和目标锥面锥角，可以给出最优的楔形角和锥面锥角，能够实现复杂服役环境下管接头的优异防松和密封性能。
附图说明
[0042]图1为本申请实施例提供的楔形螺纹管接头密封结构的结构示意图；
[0043]图2为本申请实施例提供的楔形螺纹管接头的优化方法的流程示意图；
[0044]图3为本申请实施例提供的楔形螺纹管接头的优化装置的结构示意图。
具体实施方式
[0045]为使本申请要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种楔形螺纹管接头的优化方法，其特征在于，应用于楔形螺纹管接头密封结构，包括：根据楔形螺纹管接头的有限元模型以及获取的环境载荷数据，确定所述有限元模型的输出结果；根据所述输出结果，确定楔形螺纹管接头的预紧力衰减率和扩口锥面的面积比值；所述面积比值为扩口锥面实际接触区域的实际接触区域面积和扩口锥面总面积的比值；根据所述预紧力衰减率和所述面积比值，确定楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间的关联模型；根据所述关联模型，确定所述楔形螺纹管接头的优化参数，所述优化参数包括目标楔形角和目标锥面锥角。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：获取楔形螺纹管接头对应的螺栓和螺母配合状态下的三维数据；根据预设三维模型，将所述三维数据进行网格划分，确定楔形内螺纹数据、螺栓外螺纹数据和扩口锥面数据；根据所述楔形内螺纹数据、所述螺栓外螺纹数据和所述扩口锥面数据，构建楔形螺纹管接头的所述有限元模型；所述有限元模型包括多个规则分布的六面体网格；所述六面体网格中靠近楔形内螺纹、螺栓外螺纹和扩口锥面的区域网格密集，远离楔形内螺纹、螺栓外螺纹和扩口锥面的区域网格稀疏。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述预紧力衰减率和所述面积比值，确定楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间的关联模型，包括：更改楔形螺纹管接头的楔形角和锥面锥角中至少一种参数，根据所述有限元模型，获取一组所述预紧力衰减率和所述面积比值的关系数据；重复执行更改所述更改楔形螺纹管接头的楔形角和锥面锥角中至少一种参数的步骤N次，获取N组所述关系数据；N为大于1的整数；将N组所述关系数据确定为数据集；所述数据集用于表示不同楔形角和/或不同锥面锥角下，楔形角、锥面锥角、所述预紧力衰减率和所述面积比值之间四者的对应关系数据；根据所述数据集中的所述对应关系数据，确定近似模型的回归基函数；根据所述回归基函数、对应的预紧力衰减率和面积比值，确定目标函数；根据所述目标函数，确定所述关联模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述回归基函数、对应的预紧力衰减率和面积比值，确定目标函数，包括：确定所述回归基函数和对应的回归系数的乘积；确定所述目标函数为包括对...
【专利技术属性】
技术研发人员：巩浩，刘检华，黄嘉禹，邓新建，庄存波，夏焕雄，王凯，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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