[发明专利]一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法

权利要求书

1.一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，包括步骤：

S1：确定齿轮材料和焊缝金属粉末热分析和应力分析参数；

S2：确定齿轮的尺寸参数，创建齿轮二维平面图，并保存导入ansys中；

S3:定义热分析单元和结构分析单元，然后进行网格划分；

S4:取热源模型，选择热源计算公式，然后定义焊接工艺参数，包括焊接电流、电压、速度、时间；

S5：在步骤S4的基础之上，利用生死单元施加热源载荷，所述生死单元用来解决单元的非线性问题；

S6：利用ansys模拟出不同焊接工艺参数下的温度场、应力场及变形情况，找出残余应力及变形最小焊接工艺参数。

2.如权利要求1所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，在步骤S6中，对所述工艺参数设有的最小焊接工艺参数设为最优工艺参数，当每次确定所述齿轮的尺寸信息后根据所述分析单元并进行网格划分得出当前齿轮的所述最优工艺参数。

3.如前述权利要求之一所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，在步骤S1中，所述应力分析参数包括：温度区间、密度、热传导系数、比热容、空气的总换热系数、弹性模量、屈服强度和切变模量、线膨胀系数、泊松比。

4.如权利要求3所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，所述施加热源载荷的过程中生成相应的预测温度曲线，所述预测温度曲线为焊接的过程中提供参考。

5.如权利要求4所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，在步骤S6中，应力场的检测过程中采用光学应变片进行检测，所述光学应变片分别设置在铸件的背面、起焊点和焊缝中部用于检测焊接过程的残余应力。

6.如权利要求5所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，根据所划分 的网格的走向确定焊接的移动方向。

7.如权利要求6所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，在步骤S2中，对所述齿轮的形状进行预估并生成相应的齿轮形状，并对该形状进行拉力测试得出测试值，依据所述测试值预估出焊接齿轮工件。

8.如权利要求7所述的一种基于ansys的齿轮断齿激光熔覆焊接工艺优化方法，其特征在于，所述热源模型包括：双椭球体热源模型、Gauss面热源模型、Gauss圆柱热源模型和分布的柱状热源模型。