[發(fā)明專利]一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法

有效

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• 申請日: 2019-07-17
• 公開（公告）號: CN110334469B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設計）人: 張時旻
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京八月瓜知識產權代理有限公司 11543
• 代理人: 馬東瑞

1.一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，包括步驟：

S1：確定齒輪材料和焊縫金屬粉末熱分析和應力分析參數；

S2：確定齒輪的尺寸參數，創(chuàng)建齒輪二維平面圖，并保存導入ansys中；

S3:定義熱分析單元和結構分析單元，然后進行網格劃分；

S4:取熱源模型，選擇熱源計算公式，然后定義焊接工藝參數，包括焊接電流、電壓、速度、時間；

S5：在步驟S4的基礎之上，利用生死單元施加熱源載荷，所述生死單元用來解決單元的非線性問題；

S6：利用ansys模擬出不同焊接工藝參數下的溫度場、應力場及變形情況，找出殘余應力及變形最小焊接工藝參數。

2.如權利要求1所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S6中，對所述工藝參數設有的最小焊接工藝參數設為最優(yōu)工藝參數，當每次確定所述齒輪的尺寸信息后根據所述分析單元并進行網格劃分得出當前齒輪的所述最優(yōu)工藝參數。

3.如前述權利要求之一所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S1中，所述應力分析參數包括：溫度區(qū)間、密度、熱傳導系數、比熱容、空氣的總換熱系數、彈性模量、屈服強度和切變模量、線膨脹系數、泊松比。

4.如權利要求3所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，所述施加熱源載荷的過程中生成相應的預測溫度曲線，所述預測溫度曲線為焊接的過程中提供參考。

5.如權利要求4所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S6中，應力場的檢測過程中采用光學應變片進行檢測，所述光學應變片分別設置在鑄件的背面、起焊點和焊縫中部用于檢測焊接過程的殘余應力。

6.如權利要求5所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，根據所劃分?的網格的走向確定焊接的移動方向。

7.如權利要求6所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S2中，對所述齒輪的形狀進行預估并生成相應的齒輪形狀，并對該形狀進行拉力測試得出測試值，依據所述測試值預估出焊接齒輪工件。

8.如權利要求7所述的一種基于ansys的齒輪斷齒激光熔覆焊接工藝優(yōu)化方法，其特征在于，所述熱源模型包括：雙橢球體熱源模型、Gauss面熱源模型、Gauss圓柱熱源模型和分布的柱狀熱源模型。