一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟，步驟一，為樣品焊接件建立相應(yīng)的模型；步驟二，對步驟一種獲得的模型劃分網(wǎng)格；步驟三，根據(jù)樣品焊接件的材料獲取相應(yīng)的材料屬性；步驟四，根據(jù)規(guī)劃好的焊接工具獲得焊接工況；步驟五，計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)；步驟六，將計算獲得的焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)進行對比；步驟七，如果不一致，轉(zhuǎn)至步驟八，如果一致，轉(zhuǎn)至步驟九；步驟八，至少調(diào)整模型劃分的網(wǎng)格、焊接件材料、焊接工況中的一個，轉(zhuǎn)至步驟五；步驟九，采用步驟一至步驟五的方法獲得所需焊接的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)。本發(fā)明實現(xiàn)了一種步驟簡單、效率高的焊接變形數(shù)據(jù)的獲取方法。
【專利說明】一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種獲取數(shù)據(jù)的方法，具體涉及一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前焊接結(jié)構(gòu)繁多，而且同種結(jié)構(gòu)工藝參數(shù)也會有差異，這就導(dǎo)致在生產(chǎn)過程中 焊接變形很難控制，為了控制焊接變形，應(yīng)用大量焊接結(jié)構(gòu)進行試驗，獲得焊接變形數(shù)據(jù)， 這導(dǎo)致大量資源浪費?，F(xiàn)有的焊接數(shù)值模擬技術(shù)已成為解決焊接變形問題的重要手段之 一，在焊接數(shù)值模擬的前處理過程中，包括幾何模型的描述、材料的各項性能參數(shù)的賦值、 有限元網(wǎng)格模型的建立以及組焊過程的邊界載荷，而各個過程都因焊接結(jié)構(gòu)的變化而變 化，這就要求專業(yè)人才費時費力的操作，必然導(dǎo)致制造型企業(yè)難以接受。因此就需要一種步 驟簡單、效率高的焊接變形數(shù)據(jù)的獲取方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明實現(xiàn)了 一種步驟簡單、效率高的焊接變形數(shù)據(jù)的獲取方法。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是： 一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟， 步驟一，選取適當(dāng)?shù)臉悠泛附蛹?，為樣品焊接件建立相?yīng)的模型； 步驟二，對步驟一種獲得的模型劃分網(wǎng)格； 步驟三，根據(jù)樣品焊接件的材料獲取相應(yīng)的材料屬性； 步驟四，根據(jù)規(guī)劃好的焊接工具獲得焊接工況； 步驟五，根據(jù)材料屬性、焊接工況以及模型劃分網(wǎng)格的密集度，采用有限元法，計算獲 得焊接變形數(shù)據(jù)； 步驟六，將計算獲得的焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)進行對比； 步驟七，如果不一致，則計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)不正確，轉(zhuǎn)至步驟八，如果一致，則計算 獲得焊接變形數(shù)據(jù)正確，轉(zhuǎn)至步驟九； 步驟八，至少調(diào)整模型劃分的網(wǎng)格、焊接件材料、焊接工況中的一個，轉(zhuǎn)至步驟五； 步驟九，采用步驟一至步驟五的方法獲得所需焊接的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)，其中焊 接件的材料與樣品焊接件的材料相同。
[0005] 步驟一中選取的樣品焊接件為平板焊接件。
[0006] 步驟一中采用參數(shù)化建模手段建立模型。
[0007] 步驟二中劃分的網(wǎng)格為立方體網(wǎng)格，最小網(wǎng)格的大小為2mmX2mmX2mm，最大網(wǎng)格 的大小為20mmX20mmX5mm，焊縫附件區(qū)域的網(wǎng)格大小為2mmX2mmX2mm，在水平方向上和 垂直方向上，以焊縫為起點，網(wǎng)格的密度逐漸變小。
[0008] 所述材料屬性包括材料屈服強度隨溫度的變化的屬性和機械性能隨溫度的變化 的屬性。
[0009] 步驟五采用有限元法計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)的過程為，（1)應(yīng)用移動熱源法，計算 得到呈準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分布的焊接溫度場； (2) 提取焊接準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)溫度場的溫度分布信息； (3) 以溫度邊界的形式，將整理得到溫度函數(shù)按照坐標(biāo)添加到傳熱分析模型，計算得到 結(jié)果以預(yù)定義場的形式，逐節(jié)點讀入力學(xué)分析模型中，進行焊接應(yīng)力和變形的計算，得到焊 接變形數(shù)據(jù)。
[0010] 步驟六中標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)為采用標(biāo)準(zhǔn)方法焊接樣品焊接件，獲得的焊接變形數(shù) 據(jù)，該焊接變形數(shù)據(jù)是通過切取試驗斷面進行力學(xué)性能宏觀微觀試驗，并采用焊接變形檢 測工裝提取的變形數(shù)據(jù)。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：1、本發(fā)明根據(jù)材料屬性、焊接工況以及模型劃分網(wǎng)格的密 集度，采用有限元法，計算獲得樣品焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)，將焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變 形數(shù)據(jù)進行對比，按照對比結(jié)果調(diào)整獲取焊接變形數(shù)據(jù)的過程，按照調(diào)整的過程可批量獲 得同類型材料的所需焊接的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)；獲取焊接變形數(shù)據(jù)的過程簡單效率 高，避免了人為因素的誤差；2、本發(fā)明選取的樣品焊接件為平板焊接件，建立模型方便，進 一步獲取焊接變形數(shù)據(jù)方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明流程圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面將結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步說明。以下實施例僅用于更加清楚地 說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0014] 如圖1所示，一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟。
[0015] 步驟一，選取適當(dāng)?shù)臉悠泛附蛹?，采用參?shù)化建模手段為樣品焊接件建立相應(yīng)的 模型；其中選取的樣品焊接件為平板焊接件，方便建模，進一步方便獲取獲取焊接變形數(shù) 據(jù)。
[0016] 步驟二，對步驟一種獲得的模型劃分網(wǎng)格。
[0017] 劃分的網(wǎng)格為立方體網(wǎng)格，最小網(wǎng)格的大小為2mmX2mmX2mm，最大網(wǎng)格的大小為 20mmX 20mmX 5mm,焊縫附件區(qū)域的網(wǎng)格大小為2mmX 2mmX 2mm,在水平方向上和垂直方向 上，以焊縫為起點，網(wǎng)格的密度逐漸變小。
[0018] 步驟三，根據(jù)樣品焊接件的材料獲取相應(yīng)的材料屬性；所述材料屬性包括材料屈 服強度隨溫度的變化的屬性和機械性能隨溫度的變化的屬性。
[0019] 步驟四，根據(jù)規(guī)劃好的焊接工具獲得焊接工況； 步驟五，根據(jù)材料屬性、焊接工況以及模型劃分網(wǎng)格的密集度，采用有限元法，計算獲 得焊接變形數(shù)據(jù)。
[0020] 采用有限元法計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)的過程為： (1) 應(yīng)用移動熱源法，計算得到呈準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分布的焊接溫度場； (2) 提取焊接準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)溫度場的溫度分布信息； (3) 以溫度邊界的形式，將整理得到溫度函數(shù)按照坐標(biāo)添加到傳熱分析模型，計算得到 結(jié)果以預(yù)定義場的形式，逐節(jié)點讀入力學(xué)分析模型中，進行焊接應(yīng)力和變形的計算，得到焊 接變形數(shù)據(jù)。
[0021] 步驟六，將計算獲得的焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)進行對比；標(biāo)準(zhǔn)焊接變 形數(shù)據(jù)為采用標(biāo)準(zhǔn)方法焊接樣品焊接件，獲得的焊接變形數(shù)據(jù)，該焊接變形數(shù)據(jù)是通過切 取試驗斷面進行力學(xué)性能宏觀微觀試驗，并采用焊接變形檢測工裝提取的變形數(shù)據(jù)。
[0022] 步驟七，如果不一致，則計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)不正確，轉(zhuǎn)至步驟八，如果一致，則 計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)正確，轉(zhuǎn)至步驟九； 步驟八，至少調(diào)整模型劃分的網(wǎng)格、焊接件材料、焊接工況中的一個，轉(zhuǎn)至步驟五； 步驟九，采用步驟一至步驟五的方法獲得所需焊接的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)，其中焊 接件的材料與樣品焊接件的材料相同。
[0023] 本發(fā)明根據(jù)材料屬性、焊接工況以及模型劃分網(wǎng)格的密集度，采用有限元法，計算 獲得樣品焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)，將焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)進行對比，按照對 比結(jié)果調(diào)整獲取焊接變形數(shù)據(jù)的過程，按照調(diào)整的過程可批量獲得同類型材料的所需焊接 的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)；獲取焊接變形數(shù)據(jù)的過程簡單效率高，避免了人為因素的誤差。
[0024] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該 了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原 理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進 都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界 定。
【權(quán)利要求】
1. 一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：包括以下步驟， 步驟一，選取適當(dāng)?shù)臉悠泛附蛹?，為樣品焊接件建立相?yīng)的模型； 步驟二，對步驟一種獲得的模型劃分網(wǎng)格； 步驟三，根據(jù)樣品焊接件的材料獲取相應(yīng)的材料屬性； 步驟四，根據(jù)規(guī)劃好的焊接工具獲得焊接工況； 步驟五，根據(jù)材料屬性、焊接工況以及模型劃分網(wǎng)格的密集度，采用有限元法，計算獲 得焊接變形數(shù)據(jù)； 步驟六，將計算獲得的焊接變形數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)焊接變形數(shù)據(jù)進行對比； 步驟七，如果不一致，則計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)不正確，轉(zhuǎn)至步驟八，如果一致，則計算 獲得焊接變形數(shù)據(jù)正確，轉(zhuǎn)至步驟九； 步驟八，至少調(diào)整模型劃分的網(wǎng)格、焊接件材料、焊接工況中的一個，轉(zhuǎn)至步驟五； 步驟九，采用步驟一至步驟五的方法獲得所需焊接的焊接件的焊接變形數(shù)據(jù)，其中焊 接件的材料與樣品焊接件的材料相同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：步驟一中選取 的樣品焊接件為平板焊接件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：步驟一中采用 參數(shù)化建模手段建立模型。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：步驟二 中劃分的網(wǎng)格為立方體網(wǎng)格，最小網(wǎng)格的大小為2mmX2mmX2mm，最大網(wǎng)格的大小為 20mmX 20mmX 5mm,焊縫附件區(qū)域的網(wǎng)格大小為2mmX 2mmX 2mm,在水平方向上和垂直方向 上，以焊縫為起點，網(wǎng)格的密度逐漸變小。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：所述材料屬性 包括材料屈服強度隨溫度的變化的屬性和機械性能隨溫度的變化的屬性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：步驟五采用有 限元法計算獲得焊接變形數(shù)據(jù)的過程為， (1) 應(yīng)用移動熱源法，計算得到呈準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)分布的焊接溫度場； (2) 提取焊接準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)溫度場的溫度分布信息； (3) 以溫度邊界的形式，將整理得到溫度函數(shù)按照坐標(biāo)添加到傳熱分析模型，計算得到 結(jié)果以預(yù)定義場的形式逐節(jié)點讀入力學(xué)分析模型中，進行焊接應(yīng)力和變形的計算，得到焊 接變形數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種獲取焊接變形數(shù)據(jù)的方法，其特征在于：步驟六中標(biāo)準(zhǔn) 焊接變形數(shù)據(jù)為采用標(biāo)準(zhǔn)方法焊接樣品焊接件，獲得的焊接變形數(shù)據(jù)，該焊接變形數(shù)據(jù)是 通過切取試驗斷面進行力學(xué)性能宏觀微觀試驗，并采用焊接變形檢測工裝提取的變形數(shù) 據(jù)。
【文檔編號】G06F17/50GK104102764SQ201410275059
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】朱志民, 李曉東, 王未, 夏寧, 戴忠晨, 趙佳佳 申請人:南京南車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責(zé)任公司