[发明专利]超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法

摘要

本发明公开一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法，包括以下步骤：对模拟对象进行分析，利用三维造型软件建立三维实体模型，三维实体模型主要包括两个，其中一个为实际模型，命名为Part‑A，另一个为局部焊缝放大模型，命名为Part‑B；将Part‑A和Part‑B分别以.x_t文件格式导出，并将Part‑A和Part‑B导入到ABAQUS的同一个Models中；在草图模块绘制筋板的布置图，建立筋板拉伸Part‑C；将Part‑A在Part模块中复制并采用删除面的方法删除插入管，得到Part‑A‑1；对重点研究区域选择合适的位置分割等等。本发明通过有限元的手段提供一种考虑焊接过程局部热处理的加固方案建模及网格划分方法，对此类超大容器的结构完整性具有重要意义。

主权项

1.一种超大型压力容器局部热处理加固建模及网格划分方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：对模拟对象进行分析，利用三维造型软件建立三维实体模型，三维实体模型主要包括两个，其中一个为实际模型，命名为Part‑A，另一个为局部焊缝放大模型，命名为Part‑B；将Part‑A和Part‑B分别以.x_t文件格式导出，并将Part‑A和Part‑B导入到ABAQUS的同一个Models中；步骤2：在草图模块绘制筋板的布置图，建立筋板拉伸Part‑C；步骤3：将Part‑A在部件模块中复制并采用删除面的方法删除插入管，得到Part‑A‑1；在装配模块中进行布尔运算，用Part‑A‑1去切Part‑C，得到有缺口的阵列筋板Part‑C‑1，并将多余部分删去；步骤4：在部件模块中复制两个Part‑B，采用删除面的方法分别创建Part‑B‑1和Part‑B‑2；步骤5:在装配模块中添加Part‑B‑1，将阵列筋板Part‑C‑1朝向筒体轴线的方向平移较小的距离，进行布尔运算，用Part‑B‑1去切Part‑C‑1，得到新的阵列筋板Part‑C‑2；步骤6：在装配模块中重新添加Part‑B‑1，将Part‑B‑1和Part‑C‑2进行合并，几何相交边界选择保持，得到Part‑D；步骤7：建立壳单元Part‑E，在装配模块中用Part‑E去切Part‑D，得到Part‑F；在部件模块中，按照筋板高度的要求对每块筋板进行切块，并采用删除面的方法删除筋板两侧及上部多余的块；步骤8：在装配模块中添加Part‑B‑2，将Part‑F和Part‑B‑2进行合并，几何相交边界选择删除，得到Part‑G完成建模工作；步骤9：对整个模型进行分区切出重点研究的区域，建立一个拉伸壳单元Part，该壳单元的截面形状和加热带的形状一致，在装配模块中进行布尔运算，切出加热带区域；步骤10：对重点研究区域选择合适的位置分割，能够达到的效果是通过隐藏与显示功能看到焊缝截面，且对后续画网格不会产生不利影响；步骤11：只显示能看到焊缝界面的实体，选择拆分面：使用两点间的最短路径将焊缝两侧的焊趾分别连线，选择拆分几何元素：使用N边分片将焊缝和母材分开，上述焊缝包括部分母材，之后的描述采用Weld，此时Weld至少分为两段，用筋板两侧面切割与筋板相连的筒体；此步骤完成对模型的切块，即模型的颜色为黄色或者绿色，不能出现棕色；步骤12：选择合适位置Weld其中一段，选择拆分面：草图对Weld截面进行草图绘制，实际绘制参考实际焊道形貌；步骤13：按照模型尺寸和焊缝尺寸确定整体种子，只显示步骤12的Weld进行局部网格种子布置，除重点研究的区域之外的块也设置局部网格种子，网格稀疏，能够满足计算精度即可；步骤14：网格为六面体网格，将焊缝及邻近焊缝的实体设置为扫掠网格，从设置局部种子的Weld的实体开始，按照顺时针或逆时针的顺序进行画网格，网格划分失败可以检查扫掠方向是否正确，按照从焊缝向周围扩散的顺序进行局部网格划分，画焊缝的原则也遵循；步骤15：按照上述原则及方法，完成整个模型网格的划分；并对网格质量进行检查，网格质量不存在错误且警告值小于10％时所画网格合格。