大尺寸焊接結構件高效建模方法
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜,所以其有限元建模過程難度較大,利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計,將復雜的結構轉化為典型的簡單結構,使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜,所以其有限元建模過程難度較大,利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計,將復雜的結構轉化為典型的簡單結構,使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高;同時有限元分析對網格模型的要求高,需要在保證計算精度的前提下保證計算效率,使用網格過渡技術,保證熱源影響大的區域使用精細的網格,熱源影響小的區域使用較粗的網格,從而達到相同網格條件下更精確地計算結果與更高的計算效率。例如《大型復材工裝焊接工藝研究》項目,針對大型復合材料結構件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進行研究,采用高效建模的手段對研究對象進行模擬分析,降低時間與材料等方面的成本。采用實驗與仿真并行,理論分析、實驗研究、仿真分析相結合的技術路線開展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數探索。
三、創新點及主要技術指標
創新點:參數化建模,縮短建模周期;采用非均勻過渡性網格以控制計算量,在保證計算精度的前 提下壓縮計算量,采用多 CPU 并行計算以提高計算效率。
技術指標:建模效率提高 30%,計算效率提高 30%。
四、知識產權及獲獎
論文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
專利:
基于精準能量分配的激光-電弧復合加工的能量分配系數模型的構建方法
一種焊接過程氣孔形成與演變的二維計算機模擬方法
南京航空航天大學
2022-08-12