數字空間中管路協調建模與求解

顧城歌，徐曉坤，周志宇，莫錦秋

（上海交通大學機械與動力工程學院，上海 200240）

1 引言

在一些艦船、航空飛行器、航天運載器中，作為燃料、助燃劑等物質運送通道的管路在安裝時，一般是先分段制造，然后再按段拼接與對應的安裝接口裝配相連。但由于累積誤差和焊接變形，實際安裝接口會與設計值有偏差，直接按圖紙生產分段管件進行拼接裝配，一般都無法匹配，如果強迫裝配，會使安裝后管路存在預應力，降低安全可靠性。因此在這些重要場合的管路制造中會引入管路余量協調。

管路余量協調分為協調余量預留、協調量確定、協調實施三步。協調余量預留指分段制造的管件在設計時即在管件拼接處添加余量，如直管件拉長長度形成直段余量，彎管件擴大弧長形成彎段余量。協調量確定指裝配前根據實際管路接口位姿確定各管件最終長度或弧長及空間拼接狀態。協調實施指在管件余量段進行實際余量去除，再按協調量確定環節所得的空間拼接狀態焊接。協調量確定和協調實施是在總體裝配前才能得到足夠信息，每次管路連接均帶個性化特點。管路余量協調的傳統方法是人工試配修挫法[1]。由專業技工師傅將整個管路的管件拿去安裝現場與接口嘗試匹配，再根據匹配情況結合個人經驗進行余量修挫。多次重復上述過程直至試配的結果滿足裝配要求。這種傳統方法嚴重依賴技工經驗，具有很大的主觀性和不確定性，在缺乏精確參數的指導下，工作量繁重且效率低下。……