[發(fā)明專利]一種焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真方法、裝置、設備及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910918981.0
• 申請日: 2019-09-26
• 公開（公告）號: CN110717291B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 龐盛永;梁呂捷;王靖升;李文;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;G06T17/20
• 代理公司: 廈門智慧呈睿知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 35222
• 代理人: 陳槐萱

1.一種焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真方法，其特征在于，包括：

獲取結(jié)構(gòu)件的焊接接頭有限元模型以及結(jié)構(gòu)件的有限元模型；

對所述焊接接頭有限元模型進行熱彈塑性有限元分析，以獲得在焊接接頭局部坐標系下的焊接殘余塑性應變；

將處于局部坐標系下的焊接接頭塑性應變通過坐標變換，獲得在結(jié)構(gòu)件全局坐標系下的焊接塑性應變；其中，所述焊接塑性應變分布于在所述全局坐標系下的預定平面；所述預定平面為結(jié)構(gòu)件焊縫垂面；

獲取焊接接頭有限元模型以及結(jié)構(gòu)件的有限元模型在所述預定平面的投影信息，并根據(jù)所述投影信息在所述預定平面上形成計算區(qū)域，具體為：

基于焊接接頭有限元模型在所述預定平面的第一投影信息，對所述預定平面進行劃分，以在所述預定平面上獲得母區(qū)域；

基于結(jié)構(gòu)件的有限元模型在所述預定平面的第二投影信息，對所述母區(qū)域進行劃分，以在所述預定平面上形成計算區(qū)域；其中，計算區(qū)域包括多個子區(qū)域；

根據(jù)在所述預定平面上的焊接塑性應變在所述計算區(qū)域的分布，得到結(jié)構(gòu)件對應的塑性應變，以預測結(jié)構(gòu)件的變形情況,具體為:

對每一子區(qū)域內(nèi)的焊接塑性應變進行積分求和，以得到每個子區(qū)域的積分點塑性應變值；

根據(jù)所述子區(qū)域的積分點塑性應變值，對母區(qū)域進行積分反求，得到結(jié)構(gòu)件母區(qū)域?qū)暮缚p塑性應變，以預測結(jié)構(gòu)件的變形情況。

2.根據(jù)權利要求1所述的焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真方法，其特征在于，在所述獲取結(jié)構(gòu)件的焊接接頭有限元模型以及結(jié)構(gòu)件有限元模型的步驟之前，還包括：

獲取預先建立的結(jié)構(gòu)件的三維幾何模型；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)件的三維幾何模型，獲取結(jié)構(gòu)件的焊接接頭幾何模型；

根據(jù)所述焊接接頭幾何模型進行網(wǎng)絡劃分，生成焊接接頭有限元模型；

根據(jù)所述結(jié)構(gòu)件的三維幾何模型進行網(wǎng)絡劃分，生成結(jié)構(gòu)件有限元模型。

3.根據(jù)權利要求1所述的焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真方法，其特征在于，將處于局部坐標系下的焊接接頭塑性應變通過坐標變換，獲得在結(jié)構(gòu)件全局坐標系下的焊接塑性應變，具體為：

將處于局部坐標系下的焊接接頭塑性應變從焊接接頭焊縫坐標系變換至結(jié)構(gòu)件焊縫坐標系，以獲得在結(jié)構(gòu)件全局坐標系下的焊接塑性應變；其中，焊縫坐標系是基于焊縫標志線及與所述焊縫標志線對應的焊槍方向所建立的笛卡爾坐標系。

4.根據(jù)權利要求1所述的焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真方法，其特征在于，還包括：

采用Inteweld軟件或者開源可視化程序?qū)τ成渫瓿珊笏@得的數(shù)據(jù)進行可視化處理。

5.一種焊接結(jié)構(gòu)件變形仿真裝置，其特征在于，包括：

有限元模型獲取單元，用于獲取結(jié)構(gòu)件的焊接接頭有限元模型以及結(jié)構(gòu)件的有限元模型；

焊接殘余塑性應變獲取單元，用于對所述焊接接頭有限元模型進行熱彈塑性有限元分析，以獲得在焊接接頭的局部坐標系下的焊接殘余塑性應變；

坐標變換單元，用于將處于局部坐標系下的焊接接頭塑性應變通過坐標變換，獲得在結(jié)構(gòu)件全局坐標系下的焊接塑性應變；其中，所述焊接塑性應變分布于在所述全局坐標系下的預定平面；所述預定平面為結(jié)構(gòu)件焊縫垂面；

計算區(qū)域獲取單元，用于獲取焊接接頭有限元模型以及結(jié)構(gòu)件的有限元模型在所述預定平面的投影信息，并根據(jù)所述投影信息在所述預定平面上形成計算區(qū)域，所述計算區(qū)域獲取單元具體用于基于焊接接頭有限元模型在所述預定平面的第一投影信息，對所述預定平面進行劃分，以在所述預定平面上獲得母區(qū)域；

基于結(jié)構(gòu)件的有限元模型在所述預定平面的第二投影信息，對所述母區(qū)域進行劃分，以在所述預定平面上形成計算區(qū)域；其中，計算區(qū)域包括多個子區(qū)域；

變形情況預測單元，用于根據(jù)在所述預定平面上的焊接塑性應變在所述計算區(qū)域的分布，得到結(jié)構(gòu)件對應的塑性應變，以預測結(jié)構(gòu)件的變形情況,所述變形情況預測單元具體用于對每一子區(qū)域內(nèi)的焊接塑性應變進行積分求和，以得到每個子區(qū)域的積分點塑性應變值；

根據(jù)所述子區(qū)域的積分點塑性應變值，對母區(qū)域進行積分反求，得到結(jié)構(gòu)件母區(qū)域?qū)暮缚p塑性應變，以預測結(jié)構(gòu)件的變形情況。