[发明专利]切管机夹紧力的设计方法

权利要求书

1.一种切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立切管机夹紧力的计算模型；

在切管机的结构参数中选取切管机可优化的设计变量；

利用所述切管机夹紧力的计算模型对所述设计变量在设计范围内的数值进行计算，并根据所述计算的结果选取所述设计变量在多个水平对应的数值；及

利用正交法则并结合所述切管机夹紧力的计算模型对所述设计变量在多个水平对应的数值进行计算，得到所述设计变量的最优解。

2.根据权利要求1所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述设计变量包括所述切管机的结构尺寸、摩擦系数、输入力、泊松比、弹性模量、接触角度、接触面积及夹紧位置的结构参数中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述建立切管机夹紧力的计算模型的步骤包括：

建立切管机的结构模型；

选择计算网格类型，并在所述切管机的几何模型上划分计算网格；

获取切管机的边界条件、材料属性及接触条件；及

根据所述切管机的几何模型、所述计算网格、所述边界条件、所述材料属性及所述接触条件建立所述切管机夹紧力的计算模型。

4.根据权利要求3所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述建立切管机的结构模型的步骤包括：

将切管机简化为多个结构元素，并将所述结构元素作为构成所述切管机的最基本单元；及

根据所述结构元素建立所述切管机的结构模型。

5.根据权利要求3所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述边界条件包括荷载的形式和大小，所述材料属性包括材料的密度、泊松比及弹性模量，所述接触条件包括主从接触面的选择和接触面的法向力与摩擦力的关系。

6.根据权利要求1所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，利用所述切管机夹紧力的计算模型对所述设计变量在设计范围内的数值进行计算，并根据所述计算的结果选取所述设计变量在多个水平对应的数值的步骤包括：

根据所述夹紧力的实际需求设置所述设计变量的设计范围；

利用所述切管机夹紧力的计算模型对所述设计变量在设计范围内的数值进行计算，得到所述设计变量与其对应的所述夹紧力的数值变化关系；

判断所述设计变量对应的所述夹紧力的数值是否大于或等于所述夹紧力的预设数值，并根据所述判断结果对所述设计变量的设计范围进行优化；及

根据所述设计变量与其对应的所述夹紧力的数值变化关系，在优化的所述设计变量的设计范围内选取所述设计变量在多个水平对应的数值。

7.根据权利要求1所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，利用正交法则并结合所述切管机夹紧力的计算模型对所述设计变量在多个水平对应的数值进行计算，得到所述设计变量的最优解的步骤包括：

将选取的所述设计变量与其对应的多个所述水平值建立正交表；

利用所述切管机夹紧力的计算模型对所述正交表的数据进行计算，得到所述正交表的数据对应的所述夹紧力的数值；

利用所述正交法则对所述正交表的数据及其对应的所述夹紧力的数值进行计算，得到所述设计变量在各个所述水平的补偿系数；及

根据所述设计变量在各个所述水平的补偿系数的数值变化趋势，得到所述设计变量的最优解。

8.根据权利要求7所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，在某一所述设计变量下，最大所述补偿系数所对应的所述水平的数值即为所述设计变量的最优解。

9.根据权利要求7所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述设计变量包括多个，所述根据所述设计变量在各个所述水平的补偿系数的数值变化趋势，得到所述设计变量的最优解的步骤之后还包括：

利用所述正交法则对各个所述设计变量的补偿系数进行计算，得到各个所述设计变量的极差值；及

根据各个所述设计变量的极差值的数值大小关系，得到各个所述设计变量的影响程度大小。

10.根据权利要求9所述的切管机夹紧力的设计方法，其特征在于，所述设计变量的极差值越大，所述设计变量的影响程度越大。