导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法和装置、设备及介质与流程

本技术涉及计算机仿真，具体而言，涉及一种导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法和装置、设备及介质。

背景技术：

1、航标“钛合金导管无扩口滚压连接工艺”(hb/z 20041-2016)只规定了参考滚压扭矩的最大值和最小值，实际生产中，在该范围内选取参考滚压扭矩，滚压成形后的质量各不相同，现阶段采取的方式是改变扭矩进行滚压试验，获取使成形质量较好的扭矩作为参考扭矩。参考扭矩与多种参数相关，任意参数变动都需要重新进行试验确定参考扭矩，如此，就会浪费大量的人力、物力。因此，可以通过对滚压成形的过程进行模拟，从而分析确定出相应的参考扭矩。但是，经发明人研究发现，在现有的确定滚压扭矩的技术中，存在着确定的滚压扭矩的可靠度相对不高的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术的目的在于提供一种导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法和装置、设备及介质，以改善现有技术中存在的确定的滚压扭矩的可靠度相对不高的问题。

2、为实现上述目的，本技术实施例采用如下技术方案：

3、一种导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法，包括：

4、获得目标成形模型，其中，所述目标成形模型属于有限元计算模型，且所述目标成形模型至少包括滚针模型、导管模型和管套模型，所述导管模型用于在所述滚针模型提供的作用力的带动下，与所述管套模型发生挤压，使得所述导管模型与所述管套模型连接成形；

5、基于所述导管模型的轴线建立目标坐标系；

6、确定出所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程，并基于所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程对所述滚针模型的运动轨迹进行控制，以模拟所述导管模型与所述管套模型从成形开始到成形结束的过程；

7、基于有限元计算，得到在模拟成形过程中所述导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，并基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，确定出所述导管模型对应的参考滚压扭矩，其中，所述滚压扭矩是指所述导管模型基于所述滚针模型的运动形成的力矩，所述滚压变形参数是指所述导管模型在相应的滚压扭矩的作用下具有的变形程度。

8、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述确定出所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程，并基于所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程对所述滚针模型的运动轨迹进行控制，以模拟所述导管模型与所述管套模型从成形开始到成形结束的过程的步骤，包括：

9、基于所述目标坐标系具有的第一坐标轴和第二坐标轴，确定出所述滚针模型在所述第一坐标轴上的第一局部轨迹方程，并确定出所述滚针模型在所述第二坐标轴上的第二局部轨迹方程；

10、基于所述第一局部轨迹方程和所述第二矩阵轨迹方程，对所述滚针模型在所述第一坐标轴和所述第二坐标轴上的运动轨迹进行控制，以模拟所述导管模型与所述管套模型从成形开始到成形结束的过程，其中，在对所述滚针模型在所述第一坐标轴和所述第二坐标轴上的运动轨迹进行控制的过程中，将所述第一局部轨迹方程和所述第二矩阵轨迹方程作为位移约束条件，施加到作为刚体模型的所述滚针模型上的参考点上。

11、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述基于所述目标坐标系具有的第一坐标轴和第二坐标轴，确定出所述滚针模型在所述第一坐标轴上的第一局部轨迹方程，并确定出所述滚针模型在所述第二坐标轴上的第二局部轨迹方程的步骤，包括：

12、获取到所述滚针模型在成形过程中进行公转运动的初始半径；

13、获取到所述滚针模型在成形过程中单位时间的径向扩张量；

14、获取到所述滚针模型在成形过程中进行公转运动的公转角度；

15、获取到所述滚针模型在成形过程中进行公转运动的初始相位；

16、基于所述初始半径、所述径向扩张量、所述公转角度、所述初始相位和所述目标坐标系具有的第一坐标轴，确定出所述滚针模型在所述第一坐标轴上的第一局部轨迹方程；

17、基于所述初始半径、所述径向扩张量、所述公转角度、所述初始相位和所述目标坐标系具有的第二坐标轴，确定出所述滚针模型在所述第二坐标轴上的第二局部轨迹方程。

18、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述滚针模型在所述第一坐标轴上的第一局部轨迹方程包括：

19、x＝【a+b*(θ-θ0)】*cosθ；

20、其中，x表示所述滚针模型在所述第一坐标轴上具有的坐标，a表示所述滚针模型的初始半径，b表示所述滚针模型的径向扩张量，θ表示所述滚针模型的公转角度，θ0表示所述滚针模型的初始相位。

21、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述滚针模型在所述第二坐标轴上的第二局部轨迹方程包括：

22、y＝【a+b*(θ-θ0)】*sinθ；

23、其中，y表示所述滚针模型在所述第一坐标轴上具有的坐标，a表示所述滚针模型的初始半径，b表示所述滚针模型的径向扩张量，θ表示所述滚针模型的公转角度，θ0表示所述滚针模型的初始相位。

24、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，b＝(h/t)*t，θ＝ω+θ0；

25、其中，h表示所述滚针模型总的外扩张量，t表示所述导管模型与所述管套模型从成形开始到成形结束的持续时长，t表示从成形开始到当前的持续时长，ω表示所述滚针模型进行公转运动的角速度。

26、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述基于所述导管模型的轴线建立目标坐标系的步骤，包括：

27、在所述导管模型的轴线上确定出一个点，作为目标原点；

28、确定出所述滚针模型的轴线方向，并基于所述轴线方向确定出第一坐标轴的方向，以及，基于所述轴线方向的垂直方向确定出第二坐标轴的方向，其中，在确定第二坐标轴的方向时，确定规则包括右手定则；

29、将所述第一坐标轴的方向作为y轴的方向、将所述第二坐标轴的方向作为x轴的方向，构成出属于二维笛卡尔坐标系的目标坐标系。

30、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述基于有限元计算，得到在模拟成形过程中所述导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，并基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，确定出所述导管模型对应的参考滚压扭矩的步骤，包括：

31、基于有限元计算，得到在模拟成形过程中所述导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，其中，所述滚压变形参数为多个；

32、获取到所述导管模型对应的滚压扭矩范围，并获取到所述导管模型对应的滚压深度范围，以及，获取到所述导管模型对应的滚压长度范围；

33、基于所述滚压扭矩范围、所述滚压深度范围和所述滚压长度范围，并结合在模拟成形过程中所述导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，确定出所述导管模型对应的参考滚压扭矩，其中，所述滚压变形参数至少包括滚压深度和滚压长度。

34、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述获得目标成形模型的步骤，包括：

35、获取到滚针模型、导管模型、管套模型、芯块模型和夹块模型，其中，所述滚针模型、所述芯块模型和所述夹块模型都属于刚体模型，所述导管模型和所述管套模型都属于变形体模型；

36、基于所述滚针模型、所述导管模型、所述管套模型、所述芯块模型和所述夹块模型，组合形成对应的目标成形模型，其中，在所述目标成形模型中，所述夹块模型用于固定所述导管模型和所述管套模型，所述芯块模型位于所述导管模型的一端，用于支撑所述导管模型。

37、在本技术实施例较佳的选择中，在上述导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法中，所述基于所述滚针模型、所述导管模型、所述管套模型、所述芯块模型和所述夹块模型，组合形成对应的目标成形模型的步骤，包括：

38、分别对所述导管模型和所述管套模型进行有限元配置操作，形成所述导管模型对应的多个导管有限元单元和所述管套模型对应的多个管套有限元单元，并通过相应的网格，分别对所述多个导管有限元单元之间关系和所述多个管套有限元单元之间的关系进行约束，其中，沿所述导管模型的轴线对称分布有多个导管有限元单元，在所述管套模型上具有凹槽，且在该凹槽的位置配置有多个管套有限元单元；

39、将所述多个导管有限元单元和所述多个管套有限元单元都配置为ale自适应单元，以及，基于配置为ale自适应单元后的多个导管有限元单元、配置为ale自适应单元后的多个管套有限元单元、所述滚针模型、所述芯块模型和所述夹块模型，组合形成对应的目标成形模型。

40、本技术实施例还提供了一种导管内滚压成形的滚压扭矩确定装置，包括：

41、模型获得模块，用于获得目标成形模型，其中，所述目标成形模型属于有限元计算模型，且所述目标成形模型至少包括滚针模型、导管模型和管套模型，所述导管模型用于在所述滚针模型提供的作用力的带动下，与所述管套模型发生挤压，使得所述导管模型与所述管套模型连接成形；

42、坐标系建立模块，用于基于所述导管模型的轴线建立目标坐标系；

43、成形模拟模块，用于确定出所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程，并基于所述滚针模型在所述目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程对所述滚针模型的运动轨迹进行控制，以模拟所述导管模型与所述管套模型从成形开始到成形结束的过程；

44、参考滚压扭矩确定模块，用于基于有限元计算，得到在模拟成形过程中所述导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，并基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，确定出所述导管模型对应的参考滚压扭矩，其中，所述滚压扭矩是指所述导管模型基于所述滚针模型的运动形成的力矩，所述滚压变形参数是指所述导管模型在相应的滚压扭矩的作用下具有的变形程度。

45、在上述基础上，本技术实施例还提供了一种电子设备，包括：

46、存储器，用于存储计算机程序；

47、与所述存储器连接的处理器，用于执行该存储器存储的计算机程序，以实现上述的导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法。

48、在上述基础上，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序运行时执行上述的导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法。

49、本技术提供的导管内滚压成形的滚压扭矩确定方法和装置、设备及介质，首先，可以获得目标成形模型，其次，可以基于导管模型的轴线建立目标坐标系；然后，可以确定出滚针模型在目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程，并基于滚针模型在目标坐标系的每一个坐标轴上的局部轨迹方程对滚针模型的运动轨迹进行控制，以模拟导管模型与管套模型从成形开始到成形结束的过程；最后，可以基于有限元计算，得到在模拟成形过程中导管模型基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，并基于滚压变形参数，确定出参考滚压扭矩。基于上述内容，由于目标成形模型属于有限元计算模型，使得可以基于有限元计算得到模拟成形过程中每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数，并且，由于在模拟成形过程中会基于每一个坐标轴上的局部轨迹方程对滚针模型的运动轨迹进行控制，使得模拟成形的精度、可靠度可以更高，使得得到的每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数的精度和可靠度也可以更高，从而保障基于每一个滚压扭矩具有的滚压变形参数确定出的参考滚压扭矩的精度和可靠度，因此，可以改善现有技术中存在的确定的滚压扭矩的可靠度相对不高的问题。