【技术实现步骤摘要】
基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法及系统
[0001]本专利技术涉及焊接
，尤其涉及一种基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法及系统。
技术介绍
[0002]在焊接过程中，为保证焊件有效熔化、焊缝金属熔透均匀、液态金属在接头处铺展均匀，焊枪和焊丝需要以一定的频率、角度进行摆动或倾斜，而这样的摆动或倾斜会导致电弧能量在工件表面重新分布。准确计算焊枪倾斜后电弧热流密度、电弧压力在工件上的分布，是分析、预测、优化焊缝成型、焊枪摆动或倾斜频率、角速度、角度、方向等参量的基础。现目前主要是通过电弧再分布计算参数调整法和旋转坐标系法来进行再分布计算，电弧再分布计算参数调整法在焊枪角度变化后都要通过试验验证一次计算参数，使得实验验和计算验证工作量大，且不易实现；旋转坐标系法在倾斜电弧形状发生变化后热源和电弧压力再分布计算过程难以自适应调整。因此，亟需一种基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法来简化计算流程，优化计算方案。
技术实现思路
[0003]本专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，包括如下步骤：基于焊枪和工件建立几何模型，对所述几何模型进行网格划分，并形成三维结构化网格模型；确定焊枪的倾斜方向，并在三维结构化网格模型中基于焊枪、工件面建立坐标系；分别获取工件面以及垂直于焊枪平面的热流密度关系和电弧力分布关系；获取倾斜后沿垂直于焊枪平面的位移量，并基于所述热流密度关系和电弧力分布关系获得焊枪角度倾斜后的电弧热和电弧力。2.根据权利要求1所述的基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，所述基于焊枪和工件建立几何模型，对所述几何模型进行网格划分，并形成三维结构化网格模型的步骤，包括：基于焊枪和工件建立几何模型，通过有限差分法、有限元法或有限体积法中的至少其中一种对所述几何模型进行网格划分，并在焊缝及焊缝周围区域进行网格细分，形成三维结构化网格模型。3.根据权利要求2所述的基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，所述确定焊枪的倾斜方向，并在三维结构化网格模型中基于焊枪、工件面建立坐标系的步骤，包括：确定焊枪沿焊接方向前后倾斜，在三维结构化网络模型中以垂直于焊枪平面且距离焊枪平面h的平面作为s轴的平面，以工件所在的平面作为x轴的平面，并通过s轴和x轴构建之间坐标系。4.根据权利要求3所述的基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，所述分别获取工件面以及垂直于焊枪平面的热流密度关系和电弧力分布关系的步骤，包括：分别获取s轴平面以及x轴平面的热流密度关系和电弧力分布关系，确定倾斜后的热流密度与沿s轴方向的位移量正相关，倾斜后的电弧力与沿s轴方向的位移量正相关。5.根据权利要求4所述的基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，所述获取倾斜后沿垂直于焊枪平面的位移量，并基于所述热流密度关系和电弧力分布关系获得焊枪角度倾斜后的电弧热和电弧力的步骤，包括：以焊枪中心线与s轴和x轴的交点分别作为s0和x0，判断焊枪倾斜后对应的x轴的坐标x
i
与x0的关系，基于x
i
与x0的大小关系，获取沿s轴方向的位移量的表达式，实例化沿s轴方向的位移量的表达式获得沿s轴方向的位移量，基于沿s轴方向的位移量并结合所述热流密度关系和电弧力分布关系获得焊枪角度倾斜后的电弧热和电弧力。6.根据权利要求2所述的基于焊枪角度的电弧热
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力再分布计算方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓辉，张志毅，武永寿，方喜风，林森，
申请(专利权)人：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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