本申請涉及加工制造領(lǐng)域，特別是涉及一種鈦合金管jco成型加熱方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、jco成型過程是工業(yè)直縫焊管冷成型方式，鈦合金材料室溫狀態(tài)下變形抗力大、塑性差，且成形過程中伴有回彈畸變。通?？梢詫︹伜辖鸢?板材卷曲形成管材)的斷裂風(fēng)險區(qū)進(jìn)行加熱，來降低相應(yīng)區(qū)域的變形抗力以及提高其塑性。

2、目前，鈦合金管jco成型主要依靠火焰加熱。通過多個工人手持噴燈往復(fù)跑動以實現(xiàn)移動噴燈加熱，這種工藝需要工人依靠經(jīng)驗判斷鈦合金板的斷裂風(fēng)險區(qū)，存在加熱位置精度低的問題，且人工勞動強度大。

3、針對目前的鈦合金管jco成型加熱方法存在無法準(zhǔn)確加熱斷裂風(fēng)險區(qū)的問題，目前還沒有提出有效的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、在本發(fā)明中提供了一種鈦合金管jco成型加熱方法、裝置和系統(tǒng)，以解決目前的鈦合金管jco成型加熱方法存在無法準(zhǔn)確加熱斷裂風(fēng)險區(qū)的問題。

2、第一個方面，在本發(fā)明中提供了一種鈦合金管jco成型加熱方法，在鈦合金管成型中包括：

3、通過dic視覺圖像裝置實時獲取鈦合金板的圖像，所述鈦合金板用于形成所述鈦合金管；

4、基于第一圖像和第二圖像確定所述鈦合金板的當(dāng)前位移場，所述第一圖像為鈦合金板的當(dāng)前圖像，所述第二圖像為鈦合金板的歷史圖像；

5、通過應(yīng)變計算公式和應(yīng)力計算公式，基于所述鈦合金板的當(dāng)前位移場確定所述鈦合金板的當(dāng)前應(yīng)變和當(dāng)前應(yīng)力；

6、所述應(yīng)變計算公式為：

7、

8、其中，u(x,y)和v(x,y)分別為鈦合金板在x方向和y方向的位移場，εxx和εyy分別為鈦合金板在x方向和y方向的法向應(yīng)變，εxy和εyx為鈦合金板在x、y方向上的切向應(yīng)變；

9、所述應(yīng)力計算公式為：

10、

11、其中，e為鈦合金板的彈性模量，s為鈦合金板的泊松比，σxx和εyy分別為鈦合金板在x方向和y方向的法向應(yīng)力，σxy為鈦合金板在x、y方向上的剪切應(yīng)力；

12、通過目標(biāo)判斷公式，基于所述鈦合金板的當(dāng)前應(yīng)力確定所述鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)；

13、所述目標(biāo)判斷公式為：

14、

15、其中，σb和σs分別為抗拉強度和屈服強度，不滿足所述目標(biāo)判斷公式的位置集合構(gòu)成所述實際斷裂風(fēng)險區(qū)；

16、向加熱裝置發(fā)送所述鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)，所述加熱裝置被配置為對所述鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)進(jìn)行加熱。

17、第二個方面，在本發(fā)明中提供了一種數(shù)據(jù)處理裝置，包括存儲器和處理器，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設(shè)置為運行所述計算機程序以執(zhí)行第一個方面中所述的鈦合金管jco成型加熱方法。

18、第三個方面，在本發(fā)明中提供了一種鈦合金管jco成型系統(tǒng)，包括dic視覺圖像裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、加熱裝置和成型模具；

19、所述dic視覺圖像裝置用于在鈦合金管成型中實時獲取鈦合金板的圖像；

20、所述數(shù)據(jù)處理裝置為權(quán)利要求8中所述的數(shù)據(jù)處理裝置；

21、所述加熱裝置用于對所述鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)進(jìn)行加熱；

22、所述成型模具用于實現(xiàn)所述鈦合金板的變形以實現(xiàn)所述鈦合金管的成型。

23、與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的鈦合金管jco成型加熱方法，在鈦合金管成型中，首先通過dic視覺圖像裝置實時獲取鈦合金板的圖像，然后通過匹配鈦合金板的當(dāng)前圖像和歷史圖像可以得到鈦合金板的當(dāng)前位移場，進(jìn)而根據(jù)當(dāng)前位移場可以計算得到鈦合金板的當(dāng)前應(yīng)力，應(yīng)力超過閾值的位置區(qū)域則為鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)，最終將其發(fā)送給加熱裝置，加熱裝置則對實際斷裂風(fēng)險區(qū)進(jìn)行加熱。因此，本發(fā)明提供了一種基于數(shù)值仿真結(jié)果，通過dic視覺系統(tǒng)實時監(jiān)控配合一種半徑可調(diào)的弧形加熱裝置的加熱系統(tǒng)，相比于人工依靠經(jīng)驗進(jìn)行判斷，提高了判斷準(zhǔn)確率和效率，解決了目前的鈦合金管jco成型加熱方法存在無法準(zhǔn)確加熱斷裂風(fēng)險區(qū)的問題。

24、本申請的一個或多個實施例的細(xì)節(jié)在以下附圖和描述中提出，以使本申請的其他特征、目的和優(yōu)點更加簡明易懂。

技術(shù)特征：

1.一種鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，在鈦合金管成型中包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，所述基于第一圖像和第二圖像確定所述鈦合金板的當(dāng)前位移場，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，所述互相關(guān)函數(shù)r(u,v)為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，所述位移通過雙線性插值估計得到：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，所述鈦合金板表面為黑色以及所述鈦合金板表面涂覆有白色散斑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，在鈦合金管成型前包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鈦合金管jco成型加熱方法，其特征在于，所述預(yù)熱時間與所述模擬加熱時間相同，所述預(yù)熱溫度為所述模擬加熱溫度的一半。

8.一種數(shù)據(jù)處理裝置，包括存儲器和處理器，其特征在于，所述存儲器中存儲有計算機程序，所述處理器被設(shè)置為運行所述計算機程序以執(zhí)行權(quán)利要求1至7中任一項所述的鈦合金管jco成型加熱方法。

9.一種鈦合金管jco成型系統(tǒng)，其特征在于，包括dic視覺圖像裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、加熱裝置和成型模具；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鈦合金管jco成型系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱裝置包括底座、機械臂和加熱組件；

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種鈦合金管JCO成型加熱方法、裝置和系統(tǒng)，其中，該加熱方法在鈦合金管成型中包括：通過DIC視覺圖像裝置實時獲取鈦合金板的圖像，鈦合金板用于形成鈦合金管；基于第一圖像和第二圖像確定鈦合金板的當(dāng)前位移場，第一圖像為鈦合金板的當(dāng)前圖像，第二圖像為鈦合金板的歷史圖像；通過應(yīng)變計算公式和應(yīng)力計算公式，基于鈦合金板的當(dāng)前位移場確定鈦合金板的當(dāng)前應(yīng)變和當(dāng)前應(yīng)力；通過目標(biāo)判斷公式，基于鈦合金板的當(dāng)前應(yīng)力確定鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)；向加熱裝置發(fā)送鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)，加熱裝置被配置為對鈦合金板的實際斷裂風(fēng)險區(qū)進(jìn)行加熱。解決了目前的鈦合金管JCO成型加熱方法存在無法準(zhǔn)確加熱斷裂風(fēng)險區(qū)的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李巖,王貴成,吳志生,楚志兵,張璐霞,桂海蓮,鄔莉華
受保護的技術(shù)使用者：太原科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6