[发明专利]一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法

说明书

本发明涉及一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法，包括以下步骤：S1、建立直角坐标系；S2、确定薄壁高筋壁板构件每条筋靠近z轴的表面方程Γsubgt;m/subgt;(x,y,z)和远离z轴的表面方程Γsubgt;n/subgt;(x,y,z)；S3、确定构件表面任意一点A(x,y,z)对应的包络模表面点A′(x′,y′,z′)坐标；S4、确定包络模表面点A′(x′,y′,z′)在空间包络成形过程中的轨迹点A″(x″,y″,z″)坐标；S5、根据S2和S4计算空间包络成形过程中包络模和构件的时变位置关系；S6、根据S5的计算结果，判断包络模在空间包络成形过程中和构件是否发生干涉。本发明方法能够判断包络模和壁板构件是否发生干涉，对可能存在的干涉区域进行预测。

技术领域

本发明涉及空间包络成形领域，更具体地说，涉及一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法。

背景技术

薄壁高筋壁板构件是高端装备的关键承力构件，广泛应用于航空航天、船舶等领域，其力学性能和承载能力影响装备的整体性能和使用寿命。但薄壁高筋壁板构件外形尺寸大、筋高且薄、腹板薄，其高性能、高精度制造一直是研究热点。

空间包络成形方法是一种连续局部塑性成形新方法，能够高性能、高效率、低成本制造大型薄壁高筋构件。但是对于特定形状的薄壁高筋壁板构件，通过传统方法设计的包络模在空间包络成形过程中可能会和壁板构件发生干涉，降低壁板构件成形精度和表面质量。因此，需要一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法，判断包络模和壁板构件是否发生干涉，对可能存在的干涉区域进行预测。目前，还没有关于薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法，能够判断包络模和壁板构件是否发生干涉，对可能存在的干涉区域进行预测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种薄壁高筋壁板构件空间包络成形干涉判断方法，包括以下步骤：

S1、建立直角坐标系，以包络模包络中心点为坐标原点O，以通过坐标原点的竖直轴线为z轴，以通过坐标原点且垂直于z轴的平面为xOy平面，建立直角坐标系O-xyz；

S2、确定薄壁高筋壁板构件每条筋靠近z轴的表面方程Γ_m(x,y,z)和远离z轴的表面方程Γ_n(x,y,z)；

S3、确定构件表面任意一点A(x,y,z)对应的包络模表面点A′(x′,y′,z′)坐标；

S4、确定包络模表面点A′(x′,y′,z′)在空间包络成形过程中的轨迹点A″(x″,y″,z″)坐标；

S5、根据S2和S4计算空间包络成形过程中包络模和构件的时变位置关系；

S6、根据S5的计算结果，判断包络模在空间包络成形过程中和构件是否发生干涉。

上述方案中，薄壁高筋壁板构件某条筋靠近z轴的表面方程Γ_m(x,y,z)如公式(1)所示，远离z轴的表面方程Γ_n(x,y,z)分别如公式(2)所示；

式中，h₁为构件筋高。

上述方案中，构件表面任意一点A(x,y,z)对应的包络模表面点A′(x′,y′,z′)坐标方程如公式(3)所示：

式中，γ为包络模在直立状态下母线和水平面的夹角。

上述方案中，包络模表面点A′(x′,y′,z′)的轨迹点A″(x″,y″,z″)坐标如公式(4)所示：