[發明專利]一種多層多道焊仿真方法、裝置、設備及存儲介質

在審

• 申請號: 201910912838.0
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110705156A
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 龐盛永;梁呂捷;王靖升;李一凡;黃安國
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F111/04;G06F111/10
• 代理公司: 35222 廈門智慧呈睿知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳槐萱

1.一種多層多道焊仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取待焊工件的有限元模型；

獲取自定義的坡口尺寸參數，以在所述有限元模型上生成坡口幾何模型；

獲取基于所述坡口幾何模型進行參數化設定的焊接路徑和與所述焊接路徑相匹配的焊接工藝參數；

基于所述焊接路徑、焊接工藝參數和預先設定的單元激活方式激活所述坡口幾何模型內的有限元網格；

獲取基于邊界條件選項和單元激活過程自適應生成的換熱邊界條件；

基于所述換熱邊界條件進行溫度場和力學場的順序耦合計算，以獲取溫度場和應力場分布。

2.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，所述獲取待焊工件的有限元模型，具體包括：

獲取待焊工件的幾何模型；

基于網絡疏密過渡的方法對所述幾何模型進行網格劃分，以獲取有限元模型。

3.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，所述坡口尺寸參數包括以下至少之一：

坡口角度α、坡口面角度β、根部間隙b、鈍邊厚度p、根部半徑R，頂部寬度W₁，底部寬度W₂。

4.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，所述獲取自定義的坡口尺寸參數，以在所述有限元模型上生成坡口幾何模型，具體包括：

獲取焊接坡口標志線和坡口尺寸參數；其中，所述坡口尺寸參數經導入或手動輸入；

基于所述坡口尺寸參數在所述坡口標志線處生成坡口幾何模型；其中，所述坡口幾何模型可進行可視化查看或編輯。

5.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，所述單元激活方式包括：

隨著熱源移動，激活熱源前端一個預設長度的單元；

將每一焊道分段，逐段激活焊道內單元；

逐道激活焊道內的單元；或者，

逐層激活焊層內的單元。

6.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，所述邊界條件選項包括：

換熱邊界的類型、邊界條件自適應的程度或邊界條件自適應更新的頻率。

7.根據權利要求1所述的多層多道焊仿真方法，其特征在于，基于所述換熱邊界條件進行溫度場和力學場的順序耦合計算，以獲取溫度場和應力場分布之后，還包括：

采用焊接模擬軟件或開源可視化程序對仿真模擬過程中所獲得的模擬數據進行可視化處理。

8.一種多層多道焊仿真裝置，其特征在于，包括：

有限元模型獲取單元，用于獲取待焊工件的有限元模型；

坡口幾何模型獲取單元，用于獲取自定義的坡口尺寸參數，以在所述有限元模型上生成坡口幾何模型；

焊接參數獲取單元，用于獲取基于所述坡口幾何模型進行參數化設定的焊接路徑和與所述焊接路徑相匹配的焊接工藝參數；

激活單元，用于基于所述焊接路徑、焊接工藝參數和預先設定的單元激活方式激活所述坡口幾何模型內的有限元網格；

換熱邊界條件獲取單元，用于獲取根據邊界條件選項和單元激活過程自適應生成的換熱邊界條件；

溫度場和應力場獲取單元，用于基于所述換熱邊界條件進行溫度場和力學場的順序耦合計算，以獲取溫度場和應力場分布。

9.一種多層多道焊仿真設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述程序時實現如權利要求1～7任一項所述的多層多道焊仿真方法。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執行時實現如權利要求1～7任一項所述的多層多道焊仿真方法。