大尺寸焊接结构件高效建模方法
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂,所以其有限元建模过程难度较大,利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计,将复杂的结构转化为典型的简单结构,使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
由于大尺寸焊接结构尺寸较大、结构复杂,所以其有限元建模过程难度较大,利用计算机编程技术对整个建模过程进行参数化设计,将复杂的结构转化为典型的简单结构,使得整个有限元仿真过程更加简单、效率更高;同时有限元分析对网格模型的要求高,需要在保证计算精度的前提下保证计算效率,使用网格过渡技术,保证热源影响大的区域使用精细的网格,热源影响小的区域使用较粗的网格,从而达到相同网格条件下更精确地计算结果与更高的计算效率。例如《大型复材工装焊接工艺研究》项目,针对大型复合材料结构件Invar合金模具手工电弧焊焊接工艺进行研究,采用高效建模的手段对研究对象进行模拟分析,降低时间与材料等方面的成本。采用实验与仿真并行,理论分析、实验研究、仿真分析相结合的技术路线开展 Invar 合金试板件手工焊接工艺参数探索。
三、创新点及主要技术指标
创新点:参数化建模,缩短建模周期;采用非均匀过渡性网格以控制计算量,在保证计算精度的前 提下压缩计算量,采用多 CPU 并行计算以提高计算效率。
技术指标:建模效率提高 30%,计算效率提高 30%。
四、知识产权及获奖
论文10余篇,其中典型示例如下:
Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting deposition of Invar alloy
Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy
专利:
基于精准能量分配的激光-电弧复合加工的能量分配系数模型的构建方法
一种焊接过程气孔形成与演变的二维计算机模拟方法
南京航空航天大学
2022-08-12