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大直径直焊缝管精度检测方法研究

高兴文  
【摘要】:现阶段大直径直焊缝管在工业与民用领域应用日益广泛,但这种钢管在对接时管端扩径后形位尺寸检测存在困难。本课题针对大直径直焊缝埋弧焊管自身大跨度、大直径、大质量的特点及相应对接技术要求,提出了大直径钢管螺旋线回转测量方法,该方法中采用新的误差分离方法来提高测量精度,其可有效提高测量评定效率,并通过仿真验证了此方法的正确性。 首先,对大直径直焊缝钢管单截面径向误差的测量方法进行了研究。在广泛查阅相关资料的基础上,对平面三点法误差分离模型的误差来源及其消除原理进行了理论研究。提出采用平面三点法误差分离方法解决大直径直焊缝管回转误差检测问题,这种方法可用于扩径后的管端形位尺寸检测。在充分分析平面三点法在圆柱度评价方面以及连续检测方面局限性的基础上,给出了其有效评价的条件。 其次,对大直径直焊缝钢管的误差连续测量方法进行了研究。通过对圆柱形工件的回转误差构成进行分析研究,得到了简化运动过程五点法相关参数,建立了五点螺旋线误差分离模型,其可解决大直径管误差连续测量问题。与此同时,分析了采样点分布的非周期性对五点法误差分离的影响,提出了相应的解决措施。 最后,建立了已知表面形状误差的大直径直管三维仿真模型,并进行了仿真分析。通过平面三点法仿真分析,验证了其精确性,并对比了时域与频域解法的结果,说明计算偏差与解法无关。对五点法误差分离模型进行了仿真,对比了离散数据对称处理方法对误差分离的影响,验证了模型的正确性和对称方法的有效性。另外,本文还提出了其他几种提高五点法测量精度的方案。


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