一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法技术

一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法，包括：S1、建立有限元模型以及焊接仿真模型；S2、将焊接仿真模型导入大数据神经元焊接顺序优化软件中，生成初定的焊接顺序；S3、在虚拟仿真软件中按照焊接顺序进行模拟焊接；S4、在焊接第i条焊缝前，先判定已焊接的第i

【技术实现步骤摘要】
一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法


[0001]本专利技术属于焊接技术，具体涉及一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法。

技术介绍

[0002]焊接变形是由于焊接件焊缝附近的温度分布和收缩不均匀造成的。焊接引起的变形不仅影响结构的外观，而且由于结构完整性和制造精度的损失而降低了性能，因此有必要根据适当的焊接程序和条件提前控制这些焊接变形。典型的预防措施，包括通过物理约束来抑制变形，通过变形前或变形后过程来纠正变形，以及通过优化焊接顺序来控制变形等。在考虑工作环境、经济效率和产品可靠性的情况下，通过优化焊接顺序来减少焊接变形是更好的选择。
[0003]在实际焊接时，需要进行大量重复的试验来针对每种焊接顺序进行模拟，这不仅消耗的大量的人力物力，并且针对不同结构件焊接顺序和方向难以重复。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供提供一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法，通过系统自动优化焊接顺序，以解决现有技术的不足。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法，包括如下步骤：S1，通过三维激光扫描仪采集实际焊接工件参数信息，对采样点云进行简化处理，方便后续进而对简化后的点云进行网格划分，创建出扫描物体的有限元模型；根据采集的工件参数信息在虚拟仿真软件中建立焊接仿真模型；S2，基于大数据神经元焊接顺序优化软件，将焊接仿真模型导入软件中，软件自动生成初定的焊接顺序；S3，在虚拟仿真软件中按照求得的焊接顺序进行模拟焊接；S4，在焊接第i条焊缝前，先判定已焊接的第i
‑
1条焊缝的质量，i≥2；若第i
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1条焊缝的质量不达标，则以还未焊接第i条焊缝的工件有限元模型作为焊接仿真模型的工件模型返回步骤S2重新计算剩余焊缝的最优焊接顺序；若i
‑
1条焊缝的质量达标，则继续按照当前最优焊接顺序返回步骤S3继续焊接第i条焊缝，直到所有焊缝均满足要求，此时输出最终的焊接顺序。
[0006]在步骤S2中包括以下两个过程：S21、对步骤S1建立的有限元模型进行网格划分，网格划分完成后，焊接仿真模型由多个立方体组成，将所有的焊缝简化为平焊缝与角焊缝；S22、将焊接仿真模型导入大数据神经元焊接顺序优化软件中，软件基于机器学习算法，自动生成初始的焊接顺序。
[0007]使用python脚本在每条焊缝随机设置若干监测点。
[0008]步骤S4中，判断焊缝质量的指标包括此焊缝监测点单元上的应力与位移。
[0009]本专利技术的有益效果是：本专利技术可以实现全自动焊接顺序优化，省去人工大量重复工作，实现边焊接边检测，实时动态调整焊接顺序。
具体实施方式
[0010]下面结合实施例对本专利技术作进一步的详细说明，但并不作为对专利技术做任何限制的依据。
[0011]一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法，包括如下步骤：步骤S1，通过三维激光扫描仪采集实际焊接工件参数信息，对采样点云进行简化处理，方便后续进而对简化后的点云进行网格划分，创建出扫描物体的有限元模型；根据采集的工件参数信息在虚拟仿真软件中建立对实际物理模型1:1复现的焊接仿真模型。
[0012]步骤S2、基于大数据神经元焊接顺序优化软件，以焊接仿真模型导入软件中，软件自动生成初定的、较为合理的焊接顺序，具体如下：首先需要说明的是，对于大型构件中的众多焊缝，一般不采用穷举法对不同焊接顺序进行模拟仿真来获得最优的焊接顺序，这种算法需要消耗大量的算力和时间来获得最优焊接顺序，这违背了我们使用数值模拟的初衷。因此本实施例基于遗传算法，将虚拟焊接仿真模型嵌入至大数据神经元焊接顺序优化软件中，进行焊接全过程的焊接顺序优化数值仿真，从而确定最优焊接顺序，步骤如下：步骤S21，对步骤S1建立的有限元模型进行网格划分，网格划分完成后，焊接仿真模型由多个立方体组成，将所有的焊缝简化为平焊缝与角焊缝。
[0013]步骤S22，将焊接仿真模型导入大数据神经元焊接顺序优化软件中，软件基于机器学习算法，内置大量焊接顺序对焊后残余应力与焊接变形影响的模型，模型导入后能自动生成合适的焊接顺序。
[0014]步骤S3，在虚拟仿真软件中按照求得的焊接顺序进行模拟焊接。
[0015]步骤S4，在焊接第i条焊缝前，先判定已焊接的第i
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1条焊缝的质量，i≥2；若第i
‑
1条焊缝的质量不达标，则以还未焊接第i条焊缝的工件有限元模型作为焊接仿真模型的工件模型返回步骤S2重新计算剩余焊缝的最优焊接顺序；若i
‑
1条焊缝的质量达标，则继续按照当前最优焊接顺序返回步骤S3继续焊接第i条焊缝；也就是说，如果质量达标了，按照当前的最优焊接顺序继续焊下一条焊缝即可。重复上述判断过程，直到所有焊缝均满足要求，此时输出最终的焊接顺序。
[0016]本专利技术中，使用python脚本在每条焊缝随机设置若干监测点，在步骤S4中，使用python脚本自动判断第i
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1（i≥2）条焊缝质量，检测指标包括此焊缝监测点单元上的应力与位移。
[0017]以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其进行限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本专利技术精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数值模拟辅助优化焊接顺序的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，通过三维激光扫描仪采集实际焊接工件参数信息，对采样点云进行简化处理，方便后续进而对简化后的点云进行网格划分，创建出扫描物体的有限元模型；根据采集的工件参数信息在虚拟仿真软件中建立焊接仿真模型；S2，基于大数据神经元焊接顺序优化软件，将焊接仿真模型导入软件中，软件自动生成初定的焊接顺序；S3，在虚拟仿真软件中按照求得的焊接顺序进行模拟焊接；S4，在焊接第i条焊缝前，先判定已焊接的第i
‑
1条焊缝的质量，i≥2；若第i
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1条焊缝的质量不达标，则以还未焊接第i条焊缝的工件有限元模型作为焊接仿真模型的工件模型返回步骤S2重新计算剩余焊缝的最优焊接顺序；若i
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1条焊缝的质...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹丹青，王永雷，陈学文，肖笑，张柯柯，赵浩岐，常峻鸣，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：