[发明专利]一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法及系统

权利要求书

1.一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：它的控制方法为：

一、主管与支管相交形成的曲线为相贯线，所述主管内壁与所述支管外壁相交形成的曲线为主管内壁相贯线，以所述主管内壁相贯线为起点沿坡口向量向外发散且与主管外壁相交形成的曲线为主管外壁相贯线；其中所述支管外径应小于所述主管内径，所述主管轴线与所述支管轴线垂直相交；

二、获取成型前管道缠绕工艺参数，所述成型前管道缠绕工艺参数根据需求确定；

三、根据成型前管道缠绕工艺参数，确定成型前预制主管厚度计算模型；

四、根据预制主管厚度计算模型，确定所述主管与所述支管相交形成的主管内、外壁相贯线轨迹方程；

五、根据所述主管内、外壁相贯线轨迹方程，确定管道相贯线坡口厚度模型；

六、根据管道质量与水刀切割速度和管道厚度成反比，确定管道厚度与切割速度关系模型；

七、将所述管道相贯线坡口厚度模型中管道坡口厚度带入所述管道厚度与切割速度关系模型，得到切割最优速度；

八、水刀头按照所述切割最优速度移动，完成管道相贯线水切割过程。

2.根据权利要求1所述的一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：所述成型前管道缠绕工艺参数，具体包括：成型前粗纱线密度、成型前纤维密度、成型前预浸料中纤维质量含量、成型前粗纱展纱宽度和缠绕层数。

3.根据权利要求1所述的一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：所述确定成型前预制主管厚度计算模型，具体包括：将成型前预制主管厚度计算模型确定为其中，h为成型前预制主管道的厚度，N_tex为成型前粗纱线密度，P_f为成型前纤维密度，M_f为成型前预浸料中纤维质量含量，w为成型前粗纱展纱宽度，t为缠绕层数。

4.根据权利要求1所述的一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：所述确定主管与支管相交形成的主管内、外壁相贯线轨迹方程，具体包括：将主管内壁相贯线轨迹方程V₁＝(x₁,y₁,z₁)确定为：其中，R为主管内径，r为支管内径，λ为所述支管圆周角；

将所述主管外壁相贯线轨迹方程V₂＝(x₂,y₂,z₂)确定为：

其中，坡口向量为P＝(P_a,P_b,P_c)。

5.根据权利要求1所述的一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：所述确定管道相贯线坡口厚度模型，具体包括：将管道相贯线坡口厚度确定为：

H＝[(x₂-x₁)²+(y₂-y₁)²+(z₂-z₁)²]^1/2其中，H为管道相贯线坡口厚度。

6.根据权利要求1所述的一种基于缠绕工艺的管道相贯线水切割控制方法，其特征在于：所述切割最优速度，在相同管道厚度下，随着切割速度的增加，切割质量逐渐变差；在相同水刀切割速度下，随着管道厚度的增加，切割质量逐渐变差，切面出现不同粗糙程度的弧状波纹或沟纹。