智能弯管回弹伸长测量仪的研制及应用

　　本文介绍了一种配合弯管机使用的、专门用于测量弯管回弹与伸长规律的智能化仪器。它的理论模型建立在分析实验数据以及进行理论计算所得到的管子弯曲加工时回弹与伸长规律的基础上。简单介绍了它的组成、相应的应用软件、使用方法及使用情况。该仪器是开展无余量弯管、先焊后弯新工艺的必备仪器。

　　过去，船厂进行管材弯曲加工均采用有余量下料、弯管~校管~切割余量~装配法兰~焊接的工艺。这无疑造成管材浪费较大，生产效率较低。如能采用无余量弯管、先焊(法兰)后弯(管子)的新工艺，则对于实现管材加工的自动化以及提高生产效率、节省材料将具有重要的意义。

　　管子弯曲加工时会产生回弹及伸长。对此回弹量与伸长量，目前船厂都是根据经验得到的数据，列出有关表格，然后进行预测。这种方法虽简单易行，但误差较大。这是造成无余量弯管新工艺难以推广的关键问题之一。

　　笔者在分析大量实验数据以及进行理论分析计算的基础上，得到管子弯曲加工时回弹与伸长的规律，从理论上较圆满地解决了无余量弯管的回弹及伸长问题仁‘〕川，并据此研制成一种适合船厂使用的智能弯管回弹伸长测量仪。

　　1理论模型

　　Ll回弹规律

　　通过大量实验取得某弯管机在某工况下弯管的实验数据，使用计算机作线性回归分析，得到图1a所示的弯曲角0与成形角口之间的关系:

　　式中，夕为弯曲角，口为回弹后的成形角，Kl为直线斜率，Cl为截距。可见，在工程弯管角度范围内，对于管子一个弯头的弯曲，其弯曲角夕与成形角夕呈严格的直线关系。该直线不通过坐标原点，即有截距存在。其它大量实验数据亦证实，同批管材的弯曲回弹也基本遵循此直线变化规律。

　　为了分析上述实验结果的正确性，根据弯管机进行管材冷弯加工实际工况，运用弹塑性弯曲理论，进行模拟实际弯管状态的计算，得到如图lb所示结果。图中，曲线部分弯角相对较小，一般工程上不使用;直线部分亦可表述为

　　理论与实验所得的直线部分规律相同，说明实验所得规律的正确性。虽数据有一定差异(即)，但此乃理论计算的简化及只考虑个别因素所致。

　　1.2伸长规律

　　我们在几台弯管机上进行了多次有芯和无芯弯管伸长实验，得到如图1a所示弯曲伸长量△L与成形角关系:

　　式中，△L为弯曲伸长量，口为成形角，KZ为直线斜率，CZ为截距。可见，在工程弯管角度范围内，对于同批管子，伸长量△L与成形角口也呈直线关系，并有截距存在(不通过坐标原点)。本结论不同于以往的直线通过座标原点说法，是一个突破，对于精确补偿管子延伸量有着重要的指导意义。