【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体动力学，特别涉及一种弯管结构模块化设计方法和系统。
技术介绍
1、航空和航天领域外部管路系统中，由于安装空间和环境限制，广泛采用弯管结构，如“z”型、“l”型、“s”型等形式。然而，目前存在的弯管结构设计存在多项问题，制约了其在复杂工程环境中的应用。
2、外部管路系统中的弯管结构设计缺乏统一的方法和评价标准，通常仰仗工程技术人员的个人经验。典型的设计流程包括cad建模与有限元分析、试验样件加工、试车测试以及根据测试结果进行管路结构优化。这一流程的主要问题在于，设计问题往往只能在试车测试中被发现，返工和重新设计会导致较长的修改时间，显著影响产品的生产周期。
3、在弯管结构的初始设计阶段，工程技术人员常常忽略边界条件的考虑。管路作为流体介质的运输通道，其工作环境复杂。泵源激励下，由于轴向压力直接作用在弯管拐角，弯管结构的激振力明显高于直管。存在水锤冲击时，尤其在有橡胶卡箍的固定情况下，激励作用力更加显著。弯管结构的另一个特点是低阶固有频率相对较低，更容易受到共振和大幅强迫振动的影响。
4、管路结构的设计与安装工作繁重，精度难以保证，试验测试与理论分析存在严重脱节。因此，急需提供一种新的弯管结构设计方法和系统，以克服传统直角弯曲导管存在的涡流、二次流、噪声、振动和疲劳寿命等问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提供一种弯管结构模块化设计方法和系统，能够完成弯管结构的设计，满足管路性能。
2、第一方面
3、采集弯管结构历史数据，建立弯管数据库；
4、根据制造要求设定性能指标，从所述弯管数据库中检索得到匹配数据；
5、使用建模工具，生成初步弯管结构；
6、根据预先设定的所述性能指标，对所述初步弯管结构进行性能评估，根据所述性能评估的结果进行优化；
7、根据优化后的结果，生成弯管结构模型。
8、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，采集弯管结构历史数据，建立弯管数据库包括：
9、采集弯管结构历史数据，为每条数据的结构进行规范化处理；
10、为每条数据定义相应的属性；
11、确定弯管数据库的主要实体，所述主要实体为与弯管结构相关的重要对象，所述主要实体包括弯管配置实体、制造要求实体、使用环境实体、弯管加工工艺实体、弯管装配实体、弯管性能实体中的至少一种；
12、建立所述主要实体和所述属性之间的对应关系；
13、根据确定的所述主要实体和所述属性的关系，创建表结构，将每条数据填充到表结构中；
14、根据查询需求，在所述表结构中建立索引。
15、其技术效果在于：建立了一个结构清晰、数据标准化的弯管数据库，为后续的性能指标设定、数据检索、建模工具的使用等步骤提供了可靠的基础，从而使得弯管结构模块化设计方法更加系统、高效。
16、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据制造要求设定性能指标，从所述弯管数据库中检索得到匹配数据；
17、设定并具体化性能指标；
18、编写用于检索相匹配的数据的查询语句；
19、使用所述查询语句在所述弯管数据库中进行检索，并对检索得到的数据进行筛选，得到匹配数据。
20、其技术效果在于：实现了对于性能指标的定制化和数据库中匹配数据的高效检索，从而为后续的建模和性能评估提供了可靠的数据基础，增强了整个设计流程的精准性和效率。
21、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，使用建模工具，生成初步弯管结构包括：
22、将待生成的弯管结构分为若干个连续的管道构件；
23、分别设置每个所述管道构件的各项参数，包括弯曲半径、弯曲角度、弯曲方向、弯曲坐标位置、弯管长度、连接方式、弯管材料属性中的至少一种。
24、其技术效果在于：通过将待生成的弯管结构分解为若干个连续的管道构件，实现了对弯管结构的模块化设计，简化复杂结构的处理；通过在每个管道构件中设置多个参数，实现了对弯管结构多维度设计空间的覆盖；考虑到弯管结构的各项参数，包括连接方式和材料属性，使得在初步设计阶段就能够全面考虑结构的强度、耐久性、连接方式等因素，有利于减少后续设计中的修改和优化。
25、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，若干个连续的管道构件分别包括入口管道构件、中间管道构件和出口管道构件。
26、所述入口管道构件、中间管道构件和出口管道构件的弯曲角度相加之和为90度。
27、其技术效果在于：通过将弯管结构分为入口、中间和出口三个构件，实现了对管道构件的分类，有助于在实际工程中更方便地安装和连接，更有利于在设计中优化流体的流向，从而改善流体动力学性能。
28、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，每个所述管道构件的弯曲半径的计算公式为：
29、其中，w1为结构强度的权重，w2为流体阻力的权重，w1+w2＝1，k1为结构强度系数，表示结构强度的基准值，k2为流体阻力系数，表示流体阻力的基准值，a1为结构强度指数，表示结构强度对弯曲半径的敏感性，a2为流体阻力指数，表示流体阻力对弯曲半径的敏感性，s为结构强度，f为流体阻力。
30、其技术效果在于：引入了弯曲半径的计算公式，其中考虑了结构强度和流体阻力的权重、基准值以及相应的敏感性指数，可以更全面地评估和考虑弯管结构的结构强度和流体阻力，从而实现了对结构参数的优化设计。
31、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，每个所述管道构件的弯曲角度分别根据流体流向和管道连接方式设置；
32、每个所述管道构件的弯曲方向分别根据流体流动的方向和管道布局设置；
33、每个所述管道构件的弯曲坐标位置分别根据所述弯管结构的几何形状和空间位置设置；
34、每个所述管道构件的弯管长度分别根据流体阻力大小和弯管结构的强度设置；
35、每个所述管道构件的连接方式分别根据弯管结构的强度设置；
36、每个所述管道构件的弯管材料分别根据弯管的强度、耐久性和耐腐蚀性设置。
37、其技术效果在于：通过对各个管道构件参数的差异化设置，使得弯管结构更好地适应不同工况，从而提高整个管路系统的性能和可靠性。
38、结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，根据预先设定的所述性能指标，对所述初步弯管结构进行性能评估，根据所述性能评估的结果进行优化包括：
39、建立弯管结构性能评估公式其中，ws为结构强度的权重，sm为材料强度，mmax为最大弯矩，ss为截面模量本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种弯管结构模块化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，采集弯管结构历史数据，建立弯管数据库包括：
3.根据权利要求2所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，根据制造要求设定性能指标，从所述弯管数据库中检索得到匹配数据；
4.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，使用建模工具，生成初步弯管结构包括：
5.根据权利要求4所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，若干个连续的管道构件分别包括入口管道构件、中间管道构件和出口管道构件；
6.根据权利要求4所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，每个所述管道构件的弯曲半径的计算公式为：
7.根据权利要求4所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，
8.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，根据预先设定的所述性能指标，对所述初步弯管结构进行性能评估，根据所述性能评估的结果进行优化包括：
9.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，根据优
10.一种弯管结构模块化设计系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种弯管结构模块化设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，采集弯管结构历史数据，建立弯管数据库包括：
3.根据权利要求2所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，根据制造要求设定性能指标，从所述弯管数据库中检索得到匹配数据；
4.根据权利要求1所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，使用建模工具，生成初步弯管结构包括：
5.根据权利要求4所述的弯管结构模块化设计方法，其特征在于，若干个连续的管道构件分别包括入口管道构件、中间管道构件和出口管...
【专利技术属性】
技术研发人员：裘益奇，王家邦，裘茂法，卢建军，洪加，于富忠，叶圣陶，郝敏，樊嵘，杨平玮，楼斌，
申请(专利权)人：浙江阿斯克建材科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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