優(yōu)化蜂窩圈生成順序的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種優(yōu)化蜂窩圈生成順序的方法和裝 置。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光焊接蜂窩夾套的制造工藝與傳統(tǒng)的模壓式蜂窩夾套的制造工藝相比，具有諸 多優(yōu)點(diǎn)，例如：夾套板不需要壓制、沖孔等預(yù)成型工藝；焊接速度快、焊接深度深、焊接變形 小、熱影響區(qū)小，焊縫質(zhì)量高；其數(shù)控焊接設(shè)備能保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性、提高效率。
[0003] 激光焊接蜂窩夾套的制造工藝有兩個(gè)主要的步驟：（1)激光焊接生成蜂窩圈；（2) 壓力鼓脹。其中激光焊接生成的蜂窩圈的質(zhì)量直接影響后期鼓脹成型的效果。在蜂窩圈的 激光焊接過程中，易出現(xiàn)個(gè)別蜂窩圈焊縫焊接強(qiáng)度低，甚至出現(xiàn)虛焊的情況。進(jìn)一步結(jié)合激 光焊接機(jī)床的特性研宄得出，虛焊主要是由于在激光焊接過程中，蜂窩夾套的夾套板受熱 膨脹變形使得上下板間隙增加、偏離激光焦點(diǎn)位置過大引起的。但是一般而言，當(dāng)蜂窩夾套 對應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)品的規(guī)格和性能確定時(shí)，激光功率、焊接速度、蜂窩尺寸、蜂窩夾套尺寸等均 不可隨意改變。因此，對于夾套板受熱膨脹變形使得上板和下板間隙增加的問題，通常采用 調(diào)整蜂窩圈生成順序的方法。然而蜂窩圈的個(gè)數(shù)較多，有時(shí)達(dá)到幾十甚至上百個(gè)，如何優(yōu)化 蜂窩圈的生成順序成為了一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種省時(shí)省力的優(yōu)化蜂窩圈的生成順序 進(jìn)而使得激光焊接蜂窩夾套中的夾套板受熱膨脹間隙能夠有效減小的優(yōu)化蜂窩圈生成順 序的方法和裝置。
[0005] 一種優(yōu)化蜂窩圈生成順序的方法，所述方法包括：
[0006] 建立激光焊接蜂窩夾套的熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型，所述激光焊接蜂窩夾套包括上板 和下板，所述上板和下板在經(jīng)過激光焊接之后分別生成多個(gè)蜂窩圈；
[0007] 根據(jù)所述蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義所述熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型中的參數(shù)；
[0008] 根據(jù)所述參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到所述蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時(shí)的間隙 值；
[0009] 根據(jù)所述間隙值對蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序進(jìn)行優(yōu)化，再次利用所述熱結(jié)構(gòu)耦合分 析模型計(jì)算所述間隙值，直至優(yōu)化后的間隙值落入預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0010] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義所述熱結(jié)構(gòu)耦合 分析模型中的參數(shù)的步驟包括：
[0011] 根據(jù)所述蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義相應(yīng)的分析步；
[0012] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區(qū)域；
[0013] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序激活蜂窩圈處的上板和下板的連接關(guān)系。
[0014] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分析步包括焊接載荷步和空程載荷步；所述根據(jù)所述 蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義相應(yīng)的分析步的步驟包括：
[0015] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義焊接載荷步；
[0016] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義空程載荷步，所述空程載荷步在對應(yīng)的焊接載荷步之 后執(zhí)行。
[0017] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型中包括熱源模型，所述根據(jù)所述 預(yù)設(shè)生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區(qū)域的步驟包括：
[0018] 根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義與所述蜂窩圈對應(yīng)的熱載荷；
[0019] 根據(jù)所述熱源模型計(jì)算所述熱載荷的值；
[0020] 將計(jì)算得到的熱載荷的值在所述焊接載荷步對應(yīng)的載荷步時(shí)間內(nèi)施加到對應(yīng)的 蜂窩圈區(qū)域。
[0021] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，在所述根據(jù)所述間隙值對蜂窩圈的生成順序進(jìn)行優(yōu)化的步 驟之后，還包括：
[0022] 將所有蜂窩圈按照優(yōu)化后的生成順序擬合為至少一條曲線。
[0023] 一種優(yōu)化蜂窩圈生成順序的裝置，所述裝置包括：
[0024] 模型建立模塊，用于建立激光焊接蜂窩夾套的熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型，所述激光焊 接蜂窩夾套包括上板和下板，所述上板和下板在經(jīng)過激光焊接之后分別生成多個(gè)蜂窩圈；
[0025] 參數(shù)定義模塊，用于根據(jù)所述蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義所述熱結(jié)構(gòu)耦合分析模 型中的參數(shù)；
[0026] 間隙值計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，得到所述蜂窩圈處的上板和下板 在即將焊接時(shí)的間隙值；
[0027] 優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述間隙值對蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序進(jìn)行優(yōu)化，再次利用所 述熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型計(jì)算所述間隙值，直至優(yōu)化后的間隙值落入預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。
[0028] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述參數(shù)定義模塊包括：
[0029] 分析步定義模塊，用于根據(jù)所述蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義相應(yīng)的分析步；
[0030] 熱載荷施加模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序施加熱載荷至所述蜂窩圈區(qū)域；
[0031] 連接關(guān)系激活模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序激活蜂窩圈處的上板和下板的連 接關(guān)系。
[0032] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分析步包括焊接載荷步和空程載荷步；所述分析步定 乂豐旲塊包括：
[0033] 焊接載荷步定義模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義焊接載荷步；
[0034] 空程載荷步定義模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義空程載荷步，所述空程載 荷步在對應(yīng)的焊接載荷步之后執(zhí)行。
[0035] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述熱結(jié)構(gòu)親合分析模型中包括熱源模型，所述熱載荷施 加模塊包括：
[0036] 熱載荷定義模塊，用于根據(jù)所述預(yù)設(shè)生成順序定義與所述蜂窩圈對應(yīng)的熱載荷；
[0037] 熱載荷計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述熱源模型計(jì)算所述熱載荷的值；
[0038] 熱載荷施加模塊，用于將計(jì)算得到的熱載荷的值在所述焊接載荷步對應(yīng)的載荷步 時(shí)間內(nèi)施加到對應(yīng)的蜂窩圈區(qū)域。
[0039] 在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述裝置還包括：
[0040] 擬合模塊，用于將所有蜂窩圈按照優(yōu)化后的生成順序擬合為至少一條曲線。
[0041] 上述優(yōu)化蜂窩圈生成順序的方法和裝置，建立激光焊接蜂窩夾套的熱結(jié)構(gòu)耦合分 析模型，激光焊接蜂窩夾套包括上板和下板，上板和下板在經(jīng)過激光焊接之后分別生成多 個(gè)蜂窩圈；根據(jù)蜂窩圈的預(yù)設(shè)生成順序定義熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型中的參數(shù)；根據(jù)參數(shù)進(jìn)行 計(jì)算，得到蜂窩圈處的上板和下板在即將進(jìn)行激光焊接時(shí)的間隙值；根據(jù)間隙值對蜂窩圈 的預(yù)設(shè)生成順序進(jìn)行優(yōu)化，再次利用熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型計(jì)算間隙值，直至優(yōu)化后的間隙 值落入預(yù)設(shè)范圍內(nèi)。由于激光焊接蜂窩夾套的熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型中的參數(shù)根據(jù)蜂窩圈的 預(yù)設(shè)生成順序來進(jìn)行定義，對參數(shù)進(jìn)行計(jì)算能夠得到蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時(shí) 的間隙值，因此通過對蜂窩夾套生成順序進(jìn)行多次調(diào)整，并通過該熱結(jié)構(gòu)耦合分析模型能 夠多次計(jì)算蜂窩圈處的上板和下板在即將焊接時(shí)的間隙值，由此實(shí)現(xiàn)了省時(shí)省力的優(yōu)化了 激光焊接蜂窩夾套中的蜂窩圈的生成順序，有效減少了實(shí)際激光焊接工藝的試制次數(shù)。而 且優(yōu)化后的間隙值能夠落入預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，進(jìn)而有效減小了激光焊接蜂窩夾套中的夾套板受 熱膨脹間隙，進(jìn)一步減少了焊縫強(qiáng)度低、虛焊等缺陷的發(fā)生。
【附圖說明】
[0042] 圖1為一個(gè)實(shí)施例中優(yōu)化蜂窩圈生成順序方法的流程圖；
[0043]圖2為一個(gè)實(shí)施例中激光焊接蜂窩夾套的三維幾何模型的示意圖；
[0044] 圖3為一個(gè)實(shí)施例中三維幾何模型中蜂窩圈的分布不意圖；
[0045] 圖4為一個(gè)實(shí)施例中不銹鋼彈性模量隨溫度變化曲線圖；
[0046] 圖5為一個(gè)實(shí)施例中三維幾何模型中網(wǎng)格劃分的不意圖；
[0047] 圖6為一個(gè)實(shí)施例中三維幾何模型中的固定約束的邊界條件的示意圖；
[0048] 圖7為一個(gè)實(shí)施例中初始的預(yù)設(shè)生成順序的示意圖；
[0049] 圖8為一個(gè)實(shí)施例中編號為53的蜂窩圈在即將焊接時(shí)上板和下板位移變形云 圖；
[0050] 圖9為一個(gè)實(shí)施例中優(yōu)化后的生成順序示意圖；
[0051] 圖10為一個(gè)實(shí)施例中優(yōu)化蜂窩圈生成順序裝置的