[发明专利]直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法

权利要求书

1.一种直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步，对成型轧辊的辊形特征和快速设定参数进行数据集成

首先从现场的工控机中导出跟所有辊位参数密切关联的快速设定参数，然后从现场取得所有图纸中，分别整理出来轧辊的零件图纸和装配图纸以及基准图纸，然后根据零件图纸确定各个成型轧辊自身的几何特征参数即辊形参数，同时根据装配图纸得到成型段各轧辊的装配关系；

第二步，确定各道次成型轧辊辊心的空间位置与快速设定参数的关系式

首先根据装配图纸抽象出各成形轧辊之间的相互装配关系，再依据各成型道次相应的基准图纸确定快速设定参数与基准线间的关系式，最后结合相应的装配关系建立起快速设定参数与辊心之间的关系式，从而得到轧辊辊心高度、宽度以及旋转角度跟快速设定参数的关系式；

第三步，高频直缝焊管排辊成型机组全流程CAD模型的自动参数化建模

首先自动调用存储在数据库中辊形参数，基于参数化设计语言的点、线、面以及体操作分别依次完成所有成型轧辊的CAD模型的建模，然后自动调用存储在数据库中辊位参数，并利用计算轧辊位置的关系式得到所有成型轧辊模型辊心的空间坐标值、自旋角度值以及自身轴线的倾斜角度值，紧接着再基于ADPL语言中的移动和装配操作实现所有成型轧辊的最终空间的装配定位，最终得到高频直缝焊管排辊成型机组全流程CAD模型；

第四步，高频直缝焊管排辊成型机组全流程CAE模型的自动参数化建模

首先确定适用于高频直缝焊管排辊成型机组CAE模型的建模策略，接着从排辊成型机组全流程CAD模型中，提取构成轧辊CAD模型中的关键线和面的ID号，然后通过输入CAE建模的控制参数，包括单元类型、网格密度，来对轧辊和板带中不同ID号的线、面进行划分网格，同时对划分好的网格进行质量评价，如果网格质量不符合要求，则重新修改控制参数中的网格密度进行网格的重新划分，如果网格质量符合要求，则接着划分其它轧辊，直到所有轧辊网格划分完成，再接着依次进行不同成型段轧辊的材料模型、接触以及边界约束条件的自动定义，最终实现排辊成型机组的全流程CAE模型的自动化参数建模。

2.如权利要求1所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述CAE建模策略包括5个方面的设定：单元类型、单元大小、接触处理、材料模型以及边界约束条件。

3.如权利要求2所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述的单元类型的设定，其中：板带选用体内单点积分的双层实体单元，轧辊选用面内单点积分的壳单元。

4.如权利要求2所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述的单元大小的设定，其中：板带宽向的网格密度保证每2度一个单元，网格的长宽比小于3，轧辊表面的网格尺寸为5mm～10mm。

5.如权利要求2所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述材料模型的设定，其中：板带的材料模型采用Swift各向同性应变硬化方程描述，所有成型轧辊均采用为刚性材料模型。

6.如权利要求2所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述接触处理的设定，其中：板带和轧辊之间的接触均为自动面面接触类型。

7.如权利要求2所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述边界约束条件的设定，其中：板带的前排节点沿着成型方向，受到一恒定速度的牵引，其大小为6-15m/s，板带纵向的中心线上所有节点均为对称约束；对于所有轧辊的辊心而言，除了沿着其自身轴线的转动自由度没有被约束外，其它所有自由度均被约束。

8.如权利要求1所述的直缝焊管排辊成型机组全流程自动化参数建模的方法，其特征是，所述对划分好的网格进行质量评价，具体为：如果网格的长宽比大于3，表明网格质量不符合要求，如果网格的长宽比小于3，表明网格质量符合要求。