[發明專利]核電工程用六角管的焊接殘余應力與變形的預測方法

有效

• 申請號: 201811461901.5
• 申請日: 2018-12-02
• 公開（公告）號: CN109543333B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 姜潮;劉志成;張哲
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 長沙惟盛赟鼎知識產權代理事務所(普通合伙) 43228
• 代理人: 周友福

1.一種核電工程用六角管的焊接殘余應力與變形的預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：建立六角管的幾何模型；

步驟二：利用有限元軟件建立六角管焊接瞬態熱傳導模型；

所述步驟二中的焊接過程的瞬態熱傳導模型為：

上述式中，ρ、c分別為密度及比熱容，T為瞬時溫度，t為當前時間，x,y,z為參考坐標系，▽為空間梯度算子，為熱流矢量，為內部的熱量生成速率；

步驟三：利用坐標變換的方式將全局坐標系的坐標原點變換到每一個圓弧段圓心坐標，并在局部坐標系下對每小段圓弧編寫六角管移動熱源子程序；

步驟四：基于六角管材料溫度相關的熱物理性能參數利用步驟三中編寫的子程序求解焊接溫度場歷史；

步驟五：利用有限元軟件構建六角管靜力學模型；

步驟六：將步驟四中仿真求解得到的焊接溫度場歷史作為熱載荷，基于六角管材料的熱力學性能參數求解焊接殘余應力與殘余變形。

2.根據權利要求1所述的一種核電工程用六角管的焊接殘余應力與變形的預測方法，其特征在于，所述步驟五中的靜力學模型是基于順序熱耦合的原理，將瞬態熱傳導分析改為靜力學分析，將單元類型由瞬態熱傳導的類型修改為靜力學的類型。

3.根據權利要求1所述的一種核電工程用六角管的焊接殘余應力與變形的預測方法，其特征在于，所述步驟六包括將溫度場作為熱載荷進行焊接結構的彈塑性力學分析，通過彈塑性力學分析得到的總應變率，所述總應變率包括下面三個部分：式中，為彈性應變速率,為熱應變速率,為塑性應變速率。

4.根據權利要求3所述的一種核電工程用六角管的焊接殘余應力與變形的預測方法，其特征在于，所述彈性應變通過溫度相關的彈性模量與泊松比獲取；所述熱應變通過溫度相關的熱膨脹系數進行求解；所述塑性應變則是根據具有隨動硬化特征的von Mises屈服面求解計算得到。