[发明专利]一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法，包括：获取目标焊接件模型；基于目标焊接件模型建立焊缝模型；将焊缝模型沿熔池深度方向及熔池长度方向划分为多个待加载体；对每个待加载体分别加载体生热率热源模型，下层待加载体的体生热率大于或等于上层待加载体的体生热率；提取体生热率热源模型加载后的目标焊接件模型模拟数据。与现有技术相比，本发明在总热输入不变的前提下，施加不同比例的体生热率，即下方较高，上方较低，通过焊材上下表明温度分布的调节，实现焊缝、热影响区较为精确的模拟计算，提高了对SAPH440钢材料的焊接模拟结果的准确性。

技术领域

本发明涉及实验仿真领域，具体涉及一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法。

背景技术

研究学者通过对焊接过程数值模拟的研究，希望在创建焊接温度场模型时，能够客观地反映焊接过程，尽可能地考虑进所有影响焊接过程的因素，以便能够准确预测焊接温度场分布。

然后现有技术中采用普通体生热加载的方法，并不能得到准确的模拟结果，例如，在针对SAPH440钢的焊接模拟中，普通体生热加载在模拟熔池温度分布存在一定的局限性，受到焊接方法、焊接材料、焊接参数、焊件厚度等影响，使得热源分布不能与实际热源吻合，模拟结果存在较大误差，而焊接温度场分布直接影响接头组织性能，更决定接头残余应力大小。因此，如何采用基于实验数据，修正现有的热源模型，使得热源模型能够针对SAPH440钢脉冲弧焊准确模拟不同工艺的焊接温度场分布，成为了本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明要解决的技术问题是：如何提高焊接模拟结果的准确性。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法，包括：

获取目标焊接件模型；

基于目标焊接件模型建立焊缝模型；

将焊缝模型沿熔池深度方向及熔池长度方向划分为多个待加载体；

对每个待加载体分别加载体生热率热源模型，下层待加载体的体生热率大于或等于上层待加载体的体生热率；

提取体生热率热源模型加载后的目标焊接件模型模拟数据。

优选地，体生热率采用以下公式计算：

其中，HGEN为体生热率；η为焊接热效率；U为电弧电压；I为焊接电流；v为焊速；S为加载的体单元面积；t为加载时间。

优选地，所述焊缝模型中，熔池深度方向与熔池长度方向的尺寸比为10：4。

优选地，将焊缝模型沿熔池深度方向按照截面面积3：3：4的比例，沿熔池长度方向按照截面面积2：1：2的比例切割分层得到待加载体。

优选地，沿熔池深度方向的待加载体的体生热率比为3：3：4，沿熔池长度方向的待加载体的体生热率比为1：2：1。

综上所述，本发明公开了一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法，包括：获取目标焊接件模型；基于目标焊接件模型建立焊缝模型；将焊缝模型沿熔池深度方向及熔池长度方向划分为多个待加载体；对每个待加载体分别加载体生热率热源模型，下层待加载体的体生热率大于或等于上层待加载体的体生热率；提取体生热率热源模型加载后的目标焊接件模型模拟数据。与现有技术相比，本发明在总热输入不变的前提下，施加不同比例的体生热率，即下方较高，上方较低，通过焊材上下表明温度分布的调节，实现焊缝、热影响区较为精确的模拟计算，提高了对SAPH440钢材料的焊接模拟结果的准确性。

附图说明

图1为本发明公开的一种基于切片分割加载体的热源焊接模拟方法的一种具体实施方式的流程图；