得到的k?的值设定有限元模拟使用的参数k?的初值为€。
[0045] 当防皱模后端模拟的温度值与实验测得的温度值之差大于5°C时，通过公式[16] 调整芯棒与管子间界面传热系数kMT和防皱模与防皱模座间界面传热系数k?。
[0046]
[0047] 式中：Af1和分别为第η次模拟计算时芯棒与管子间界面传热系数kMT和防皱模 与防皱模座间界面传热系数k?的值；％!和GL分别为f变化的上限和下限，《和^_ 分别为Af1变化的上限和下限；ATwe为防皱模后端通过有限元模拟得到的温度与实验实测 温度的差值;ΛΤηε为防皱模座上通过有限元模拟得到的温度与实验实测温度的差值。
[0048] 当防皱模后端的模拟温度比实验测得的温度高时，需调低芯棒与管子间界面传热 系数kMT和防皱模与防皱模座间界面传热系数km;当防皱模后端的模拟温度比实验测得的 温度低时，需调高芯棒与管子间界面传热系数k MT和防皱模与防皱模座间界面传热系数km。 重复上述调节过程，直至防皱模后端的模拟温度与实验实测温度相差在5°C以内。
[0049] 当防皱模座上模拟的温度值与实验测得的温度值之差大于5°C时，调整芯棒与管 子间界面传热系数kMT和防皱模与防皱模座间界面传热系数k ra:
[0050] 在保证防皱模上模拟的温度不变的条件下，根据防皱模座上模拟的温度与实验测 得温度，调节芯棒与管子间界面传热系数kMT和防皱模与防皱模座间界面传热系数km。当防 皱模座上模拟的温度比实验测得的温度低时，需调高芯棒与管子间界面传热系数k MT和防皱 模与防皱模座间界面传热系数k?;当防皱模座上模拟的温度比实验测得的温度高时，需调 低芯棒与管子间界面传热系数k MT和防皱模与防皱模座间界面传热系数k?。重复上述调节 过程，直至防皱模座上模拟的温度与实验实测温度相差在5°C以内。
[0051] 在确定防皱模与弯曲模间界面传热系数kWB和弯曲模与镶块间界面传热系数kBi 时：
[0052] 将所述防皱模与弯曲模间界面传热系数kWB和弯曲模与镶块间界面传热系数kBi均 作为有限元模型的参数进行模拟，模拟开始前根据得到的k WB的初值，设定有限元模拟使用 的参数kwB的初值为@ ;_kBi:kwB = 3,设定有限兀模拟使用的参数kBi的初值为:^ D
[0053] 当弯曲模上模拟的温度值与实验测得的温度值之差大于5°C时，调整防皱模与弯 曲模间界面传热系数k?和弯曲模与镶块间界面传热系数k BI，具体过程是：
[0054] 当弯曲模的模拟温度比实验测得的温度高时，调低防皱模与弯曲模间界面传热系 数k?和弯曲模与镶块间界面传热系数kBI;i弯曲模的模拟温度比实验测得的温度低时，调 高防皱模与弯曲模间界面传热系数k?和弯曲模与镶块间界面传热系数kBI。所述调低或调 高所述防皱模与弯曲模间界面传热系数k?和弯曲模与镶块间界面传热系数1^时，通过公 式[17]确定调整量：
[0055]
[0056] 式中：^和^分别为第η次模拟计算时防皱模与弯曲模间界面传热系数k?和弯 曲模与镶块间界面传热系数kBI的值；和分别为变化的上限和下限，λ#和 分别为P1变化的上限和下限；ATbe为弯曲模上通过有限元模拟得到的温度与实验实 测温度的差值;ATffi为镶块上通过有限元模拟得到的温度与实验实测温度的差值。
[0057] 重复上述调节过程，直至弯曲模的模拟温度与实验实测温度相差在5°C以内。
[0058] 当镶块上模拟的温度值与实验测得的温度值之差大于5°C时，调整防皱模与弯曲 模间界面传热系数k?和弯曲模与镶块间界面传热系数k BI，具体过程是：
[0059] 当镶块上模拟的温度比实验测得的温度低时，调高防皱模与弯曲模间界面传热系 数kWB和弯曲模与镶块间界面传热系数k Bi;当镶块上模拟的温度比实验测得的温度高时，调 低防皱模与弯曲模间界面传热系数kWB和弯曲模与镶块间界面传热系数k BI。重复上述调节 过程，直至镶块上模拟的温度与实验实测温度相差在5°C以内。
[0060] 在确定压力模与管子间界面传热系数kPT时：
[0061] 将压力模与管子间界面传热系数kPT作为有限元模型的参数进行模拟，模拟开始前 为kPT设定初值当压力模上模拟的温度值与实验测得的温度值之差大于5°C时，通过公 式[18]调整压力模与管子间界面传热系数kPT的值，
[0062]
[0063]式中：g1为第η次模拟计算时压力模与管子间界面传热系数kPT的值；仏,)和^ 分别为以―1变化的上限和下限；ATpe为压力模上通过有限元模拟得到的温度与实验实测温 度的差值。
[0064] 所述调整压力模与管子间界面传热系数kPT的具体过程如下：当压力模上模拟的温 度比实验测得的温度低时，调高压力模与管子间界面传热系数k PT;当压力模上模拟的温度 比实验测得的温度高时，调低压力模与管子间界面传热系数kPT。重复上述调节过程，直至压 力模模拟的温度与实验实测温度相差在5°c以内。
[0065] 为了便于描述，本发明对不同接触面间界面传热系数的符号做如下表1的规定。
[0066] 表1不同接触面间界面传热系数符号的工程意义
[0068] 本发明基于对实验结果和有限元模拟数据的比对，通过逐步反算法得到了一种确 定大直径薄壁难变形钛管数控加热弯曲时各接触面的界面传热系数的确定方法。本发明针 对不同的界面传热系数装配并加热相应的模具，进而获得不同情况下不同模具的温度变化 曲线，在此基础上利用建立的有限元模型对上述加热过程进行有限元模拟，模拟开始时设 置界面传热系数初值，然后将模拟所得模具温度和实验测得的模具温度对比，通过反算法 不断修正相应界面传热系数的数值，最终得到准确的界面传热系数。
[0069]附图6中的a、b和c为压力模上的温度测量点，g、h和i为防皱模上的温度测量点，k 为镶块上的温度测量点，j为弯曲模上的温度测量点；附图7中的d、e和f为芯棒上的温度测 量点。使用本发明获得了大直径薄壁纯钛管数控热弯成形加热过程中各接触面的界面传热 系数，采用得到的界面传热系数对管材数控热弯成形加热过程进行有限元模拟，获得了压 力模、芯棒、防皱模、弯曲模和镶块上各温度测量点的温度变化曲线如附图12~15所示。有 限元模拟得到的各温度测量点的温度变化曲线和实验获得的各温度测量点的温度变化曲 线的对比如附图12~15所示，发现模拟结果与实验所得数据基本符合，最大相对误差为 7%，满足使用要求。同时，本发明操作简单，不需要直接测量接触面上的温度，克服了由于 接触面较多而带来的测试上的困难，能在少量的实验后得到几乎所有接触面上的界面传热 系数，节约成本。
【附图说明】
[0070]图1是本发明确定界面传热系数的方法的流程图；
[0071 ]图2是本发明第二步的流程图；
[0072]图3是本发明第三步的流程图；
[0073]图4是本发明第四步的流程图；
[0074] 图5是本发明第五步的流程图；
[0075] 图6是本发明模具装配后的主视图；
[0076] 图7是本发明模具装配后的截面图；
[0077]图8是在单独加热压力模和芯棒时的不意图；
[0078]图9是本发明加热模型的三维示意图；
[0079] 图10是压力模和芯棒均加热过程中芯棒和防皱模上的实验结果对比图，其中：I是 部分传热阶段，Π 是完全传热过程，m是稳态传热过程；
[0080] 图11是单独加热压力模和芯棒时模拟结果与实验结果的对比图，其中：18是实验 得到的压力模上的温度变化曲线，19是有限元模拟得到的压力模上的温度变化曲线，20是 实验得到的芯棒上的温度变化曲线，21是有限元模拟得到的芯棒上的温度变化曲线；
[0081] 图12是压力模和芯棒均加热过程中压力模上的模拟结果与实验结果的对比图，其 中：22是实验得到的点a上的温度变化曲线;23是有限元模拟得到的点a上的温度变化曲线； 24是实验得到的点b上的温度变化曲线；25是有限元模拟得到的点b上的温度变化曲线；26 是实验得到的点c上的温度变化曲线;27是有限元模拟得到的点c上的温度变化曲线；
[0082] 图13是压力模和芯棒均加热过程中芯棒上的模拟结果与实验结果的对比图，其 中：28是实验得到的点d上的温度变化曲线;29是有限元模拟得到的点d上的温度变化曲线； 30是实验得到的点e上的温度变化曲线；31是有限元模拟得到的点e上的温度变化曲线；32 是实验得到的点f上的温度变化曲线;33是有限元模拟得到的点f上的温度变化曲线；
[0083] 图14是压力模和芯棒均加热过程中防皱模上的模拟结果与实验结果的对比图，其 中：34是实验得到的点g上的温度变化曲线;35是有限元模拟得到的点g上的温度变化曲线； 36是实验得到的点h上的温度变化曲线；37是有限元模拟得到的点h上的温度变化曲线；38 是实验得到的点i上的温度变化曲线;39是有限元模拟得到的点i上的温度变化曲线；
[0084] 图15是压力模和芯棒均加热过程中弯曲模和夹持模上的模拟结果与实验结果的 对比图，其中：40是实验得到的点j上的温度变化曲线;41是有限元模拟得到的点j上的温度 变化曲线;42是实验得到的点k上的温度变化曲线;43是有限元模拟得到的点k上的温度变 化曲线；
[0085] 图16是本发明的流程图。图中：
[0086] 1 ·压力模加热孔;2 ·压力模测温孔;3 ·压力模;4 ·压力模座;5 ·压力模隔热板;6 ·管 子;7.镶块;8.弯曲模;9.芯棒；10.芯棒加热孔；11.芯棒测温孔；12.芯棒支座；13.防皱模； 14.防皱模座。
【具体实施方式】
[0087]本实施例是一种钛管管材数控加热弯曲过程界面传热系数的确定方法。
[0088] 本实施例所用管材6的规格为Φ 76.2 X tl. 07mm的纯钛管，弯曲半径为152.4mm。
[0089]本实施例中，通过电阻加热棒对压力模3和芯棒9进行加热。其中，压力模3上有12 个加热孔1，有6个测温孔2，加热棒功率为400W;芯棒9上有6个加热孔10，有3个测温孔11，加 热棒功率为600W。放置热电偶的测温孔的深度为55mm，并且距离压力模3的凹槽表面和芯棒 9的外表面都是3mm。预热温度设定为300°C。本实施例使用的设备为W27YPC-159数控弯管 机。
[0090] 本实施例的具体过程包括以下步骤：
[0091] 第一步:基于ABAQUS平台，建立大直径薄壁纯钛管数控热弯成形加热过程有限元 模型。
[0092] 第二步:确定芯棒与芯棒支座间界面传热系数kMH。
[0093]在确定芯棒9与芯棒支座12间界面传热系数kMH时，首先通过实验的方法确定芯棒9 各测量点在加热过程中的温度变化曲线。具体是，将芯棒9与芯棒支座12按照已有技术装 配，使用电阻加热棒单独加热芯棒9，加热温度为300°C。此时，芯棒支座12上的温度受到芯 棒和芯棒支架温度的影响，当芯棒的温度为300°C时，获得该过程芯棒的温度变化曲线，如 附图11所示。
[0094]