一种获取焊接变形数据的方法.pdf

1、10申请公布号CN104102764A43申请公布日20141015CN104102764A21申请号201410275059122申请日20140619G06F17/5020060171申请人南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司地址210031江苏省南京市高新技术开发区72发明人朱志民李晓东王未夏宁戴忠晨赵佳佳74专利代理机构南京纵横知识产权代理有限公司32224代理人董建林54发明名称一种获取焊接变形数据的方法57摘要本发明公开了一种获取焊接变形数据的方法，包括以下步骤，步骤一，为样品焊接件建立相应的模型；步骤二，对步骤一种获得的模型划分网格；步骤三，根据样品焊接件的材料获取相应的材料属性；步

2、骤四，根据规划好的焊接工具获得焊接工况；步骤五，计算获得焊接变形数据；步骤六，将计算获得的焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比；步骤七，如果不一致，转至步骤八，如果一致，转至步骤九；步骤八，至少调整模型划分的网格、焊接件材料、焊接工况中的一个，转至步骤五；步骤九，采用步骤一至步骤五的方法获得所需焊接的焊接件的焊接变形数据。本发明实现了一种步骤简单、效率高的焊接变形数据的获取方法。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104102764ACN104102764A1/1页21一种获取焊接变形

3、数据的方法，其特征在于包括以下步骤，步骤一，选取适当的样品焊接件，为样品焊接件建立相应的模型；步骤二，对步骤一种获得的模型划分网格；步骤三，根据样品焊接件的材料获取相应的材料属性；步骤四，根据规划好的焊接工具获得焊接工况；步骤五，根据材料属性、焊接工况以及模型划分网格的密集度，采用有限元法，计算获得焊接变形数据；步骤六，将计算获得的焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比；步骤七，如果不一致，则计算获得焊接变形数据不正确，转至步骤八，如果一致，则计算获得焊接变形数据正确，转至步骤九；步骤八，至少调整模型划分的网格、焊接件材料、焊接工况中的一个，转至步骤五；步骤九，采用步骤一至步骤五的方法获得所需

4、焊接的焊接件的焊接变形数据，其中焊接件的材料与样品焊接件的材料相同。2根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于步骤一中选取的样品焊接件为平板焊接件。3根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于步骤一中采用参数化建模手段建立模型。4根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于步骤二中划分的网格为立方体网格，最小网格的大小为2MM2MM2MM，最大网格的大小为20MM20MM5MM，焊缝附件区域的网格大小为2MM2MM2MM，在水平方向上和垂直方向上，以焊缝为起点，网格的密度逐渐变小。5根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于所述材

5、料属性包括材料屈服强度随温度的变化的属性和机械性能随温度的变化的属性。6根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于步骤五采用有限元法计算获得焊接变形数据的过程为，（1）应用移动热源法，计算得到呈准稳态分布的焊接温度场；（2）提取焊接准稳态温度场的温度分布信息；（3）以温度边界的形式，将整理得到温度函数按照坐标添加到传热分析模型，计算得到结果以预定义场的形式逐节点读入力学分析模型中，进行焊接应力和变形的计算，得到焊接变形数据。7根据权利要求1所述的一种获取焊接变形数据的方法，其特征在于步骤六中标准焊接变形数据为采用标准方法焊接样品焊接件，获得的焊接变形数据，该焊接变形数据是通过切

6、取试验断面进行力学性能宏观微观试验，并采用焊接变形检测工装提取的变形数据。权利要求书CN104102764A1/3页3一种获取焊接变形数据的方法技术领域0001本发明涉及一种获取数据的方法，具体涉及一种获取焊接变形数据的方法。背景技术0002目前焊接结构繁多，而且同种结构工艺参数也会有差异，这就导致在生产过程中焊接变形很难控制，为了控制焊接变形，应用大量焊接结构进行试验，获得焊接变形数据，这导致大量资源浪费。现有的焊接数值模拟技术已成为解决焊接变形问题的重要手段之一，在焊接数值模拟的前处理过程中，包括几何模型的描述、材料的各项性能参数的赋值、有限元网格模型的建立以及组焊过程的边界载荷，而各个过

7、程都因焊接结构的变化而变化，这就要求专业人才费时费力的操作，必然导致制造型企业难以接受。因此就需要一种步骤简单、效率高的焊接变形数据的获取方法。发明内容0003本发明实现了一种步骤简单、效率高的焊接变形数据的获取方法。0004为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是一种获取焊接变形数据的方法，包括以下步骤，步骤一，选取适当的样品焊接件，为样品焊接件建立相应的模型；步骤二，对步骤一种获得的模型划分网格；步骤三，根据样品焊接件的材料获取相应的材料属性；步骤四，根据规划好的焊接工具获得焊接工况；步骤五，根据材料属性、焊接工况以及模型划分网格的密集度，采用有限元法，计算获得焊接变形数据；步骤六，

8、将计算获得的焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比；步骤七，如果不一致，则计算获得焊接变形数据不正确，转至步骤八，如果一致，则计算获得焊接变形数据正确，转至步骤九；步骤八，至少调整模型划分的网格、焊接件材料、焊接工况中的一个，转至步骤五；步骤九，采用步骤一至步骤五的方法获得所需焊接的焊接件的焊接变形数据，其中焊接件的材料与样品焊接件的材料相同。0005步骤一中选取的样品焊接件为平板焊接件。0006步骤一中采用参数化建模手段建立模型。0007步骤二中划分的网格为立方体网格，最小网格的大小为2MM2MM2MM，最大网格的大小为20MM20MM5MM，焊缝附件区域的网格大小为2MM2MM2MM，在水

9、平方向上和垂直方向上，以焊缝为起点，网格的密度逐渐变小。0008所述材料属性包括材料屈服强度随温度的变化的属性和机械性能随温度的变化的属性。0009步骤五采用有限元法计算获得焊接变形数据的过程为，（1）应用移动热源法，计算说明书CN104102764A2/3页4得到呈准稳态分布的焊接温度场；（2）提取焊接准稳态温度场的温度分布信息；（3）以温度边界的形式，将整理得到温度函数按照坐标添加到传热分析模型，计算得到结果以预定义场的形式，逐节点读入力学分析模型中，进行焊接应力和变形的计算，得到焊接变形数据。0010步骤六中标准焊接变形数据为采用标准方法焊接样品焊接件，获得的焊接变形数据，该焊接变形数据

10、是通过切取试验断面进行力学性能宏观微观试验，并采用焊接变形检测工装提取的变形数据。0011本发明的有益效果是1、本发明根据材料属性、焊接工况以及模型划分网格的密集度，采用有限元法，计算获得样品焊接件的焊接变形数据，将焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比，按照对比结果调整获取焊接变形数据的过程，按照调整的过程可批量获得同类型材料的所需焊接的焊接件的焊接变形数据；获取焊接变形数据的过程简单效率高，避免了人为因素的误差；2、本发明选取的样品焊接件为平板焊接件，建立模型方便，进一步获取焊接变形数据方便。附图说明0012图1为本发明流程图。具体实施方式0013下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明

11、。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。0014如图1所示，一种获取焊接变形数据的方法，包括以下步骤。0015步骤一，选取适当的样品焊接件，采用参数化建模手段为样品焊接件建立相应的模型；其中选取的样品焊接件为平板焊接件，方便建模，进一步方便获取获取焊接变形数据。0016步骤二，对步骤一种获得的模型划分网格。0017划分的网格为立方体网格，最小网格的大小为2MM2MM2MM，最大网格的大小为20MM20MM5MM，焊缝附件区域的网格大小为2MM2MM2MM，在水平方向上和垂直方向上，以焊缝为起点，网格的密度逐渐变小。0018步骤三，根据样品焊接件的材料

12、获取相应的材料属性；所述材料属性包括材料屈服强度随温度的变化的属性和机械性能随温度的变化的属性。0019步骤四，根据规划好的焊接工具获得焊接工况；步骤五，根据材料属性、焊接工况以及模型划分网格的密集度，采用有限元法，计算获得焊接变形数据。0020采用有限元法计算获得焊接变形数据的过程为（1）应用移动热源法，计算得到呈准稳态分布的焊接温度场；（2）提取焊接准稳态温度场的温度分布信息；（3）以温度边界的形式，将整理得到温度函数按照坐标添加到传热分析模型，计算得到结果以预定义场的形式，逐节点读入力学分析模型中，进行焊接应力和变形的计算，得到焊说明书CN104102764A3/3页5接变形数据。002

13、1步骤六，将计算获得的焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比；标准焊接变形数据为采用标准方法焊接样品焊接件，获得的焊接变形数据，该焊接变形数据是通过切取试验断面进行力学性能宏观微观试验，并采用焊接变形检测工装提取的变形数据。0022步骤七，如果不一致，则计算获得焊接变形数据不正确，转至步骤八，如果一致，则计算获得焊接变形数据正确，转至步骤九；步骤八，至少调整模型划分的网格、焊接件材料、焊接工况中的一个，转至步骤五；步骤九，采用步骤一至步骤五的方法获得所需焊接的焊接件的焊接变形数据，其中焊接件的材料与样品焊接件的材料相同。0023本发明根据材料属性、焊接工况以及模型划分网格的密集度，采用有限元法

14、，计算获得样品焊接件的焊接变形数据，将焊接变形数据和标准焊接变形数据进行对比，按照对比结果调整获取焊接变形数据的过程，按照调整的过程可批量获得同类型材料的所需焊接的焊接件的焊接变形数据；获取焊接变形数据的过程简单效率高，避免了人为因素的误差。0024以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。说明书CN104102764A1/1页6图1说明书附图CN104102764A