焊接仿真温度场模拟的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及焊接辅助技术领域，公开一种焊接仿真温度场模拟的方法和系统，包括：获取待焊接产品的几何模型，并在其上建立和待焊接产品中的焊缝对应的焊缝几何模型；使用有限元法网格化焊缝几何模型并划分焊缝组件，初始化焊接参数；获取焊缝组件上的焊接起始节点和结束节点，结合焊接参数和焊接顺序建立并初始化二维的焊接矩阵，焊接矩阵中的每行或每列矩阵参数对应一个焊缝组件；遍历焊接矩阵中的每行或每列矩阵参数，使用有限元法求解每个焊缝组件的分步焊接过程并生成热源中心，实现焊接过程中温度场的动态生成过程的模拟。本发明专利技术可以模拟实际焊接过程中焊缝的动态生成过程、降低对人工预设条件的依赖、焊接过程贴近实际、模拟精度高。精度高。精度高。

【技术实现步骤摘要】
焊接仿真温度场模拟的方法和系统


[0001]本专利技术涉及焊接辅助
，尤其是指一种焊接仿真温度场模拟的方法和系统。

技术介绍

[0002]为了满足轻量化设计的要求，在新能源汽车整车及动力电池结构的全周期研发生产过程中，多数关键零部件由薄壁钣金或高导热、比热容大的铝质材料焊接完成。但是，这些材料由于其较差的焊接结构特性，在焊接过程易发生变形，而其焊接强度及变形量直接影响着后续产品结构安全和其装配精度。因此，焊接变形及接头强度的控制已成为铝材料加工制造过程中亟待解决的工艺质量问题。
[0003]焊接数值模拟分析作为一种预测焊接变形及焊接强度的重要手段，具有周期短、低成本的优势，其仿真结果的精度也直接影响着后续焊接工艺优化设计。因此，如何针对整车薄壁、动力电池铝质结构的设计特点，实现对铝材焊接过程中温度场精确模拟仿真是当前新能源汽车制造领域数值分析研究的重点方向。
[0004]现有技术(专利公布号CN 114491873 A)中有通过无网格法和焊接样件的性能参数、工艺参数和激光扫描路径计算温度场集合、应力场集合和位移场集合的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接仿真温度场模拟的方法，其特征在于，包括以下步骤：获取待焊接产品的几何模型，在所述待焊接产品的几何模型上建立焊缝几何模型，所述焊缝几何模型对应待焊接产品中的焊缝；使用有限元法网格化所述焊缝几何模型并划分焊缝组件，初始化所述焊缝组件的焊接参数；获取所述焊缝组件上的焊接起始节点和结束节点，结合焊接参数和焊接顺序建立并初始化二维的焊接矩阵，所述焊接矩阵中的每行或每列矩阵参数对应一个所述焊缝组件；遍历焊接矩阵中的每行或每列矩阵参数，使用有限元法求解每个焊缝组件的分步焊接过程并生成热源中心，实现焊接过程中温度场的动态生成过程的模拟。2.根据权利要求1所述的焊接仿真温度场模拟的方法，其特征在于：获取所述焊缝组件上的焊接起始节点和结束节点，结合焊接参数和焊接顺序建立并初始化二维的焊接矩阵步骤，包括：基于焊接要求配置每个焊缝组件的焊接顺序，确定每个焊缝组件的焊缝编号；基于每个焊缝组件的焊接起始节点、结束节点、预设的焊接速度和单步时间步长确定每个焊缝组件的焊接步数；基于每个焊缝组件的预设的网格单元长度、单步时间步长和焊接速度确定每个焊缝组件的单步焊接单元数；建立每个焊接组件的矩阵参数至少包含焊缝编号、焊接起始节点、焊接步数、单步焊接单元数的二维焊接矩阵。3.根据权利要求2所述的焊接仿真温度场模拟的方法，其特征在于：所述焊接矩阵还包括：焊接长度，基于每个焊缝组件的焊接起始节点、结束节点确定每个焊缝组件的焊接长度；焊接时间，基于每个焊缝组件的焊接长度和预设的焊接速度确定每个焊缝组件的焊接时间。4.根据权利要求2所述的焊接仿真温度场模拟的方法，其特征在于：遍历焊接矩阵中的每行或每列矩阵参数，使用有限元法求解每个焊缝组件的分步焊接过程并生成热源中心步骤，包括：依次调取焊接矩阵中每个焊缝组件的矩阵参数，基于所述矩阵参数依次遍历每个焊缝组件的处于杀死状态的网格单元生成至少一个焊接单元，计算每个焊接单元的中心作为其对应的热源中心；基于所述热源中心，使用单元生死技术依次激活其对应的焊缝单元所在的网格单元，以模拟逐步焊接过程中焊缝组件的热源中心位置热量。5.根据权利要求4所述的焊接仿真温度场模拟的方法，其特征在于：依次调取焊接矩阵中每个焊缝组件的矩阵参数，基于所述矩阵参数依次遍历每...

【专利技术属性】
技术研发人员：田艳峰，金佺良，於洪将，
申请(专利权)人：江苏正力新能电池技术有限公司，
类型：发明
国别省市：