[发明专利]一种焊接变形的模拟方法、装置、设备和存储介质

权利要求书

1.一种焊接变形的模拟方法，其特征在于，包含：

获取待模拟焊接接头的第一有限元模型，以及焊接工艺；

根据所述焊接工艺和所述第一有限元模型，通过温度场有限元分析方法，计算并提取目标温度场分布数据；

将所述目标温度场分布数据输入预先训练好的BP神经网络模型，获取残余塑性应变分布；

以所述残余塑性应变分布作为固有应变分布，更新所述第一有限元模型；

根据更新后的第一有限元模型，通过弹性有限元分析方法，计算得到焊接接头的整体变形。

2.根据权利要求1所述的焊接变形的模拟方法，其特征在于，BP神经网络模型的训练步骤包括：

建立训练用焊接接头的第二有限元模型，并获取多个焊接工艺组；

根据所述多个焊接工艺组合所述第二有限元模型，通过热-弹塑性有限元分析方法，分别计算得到训练用焊接接头的多个温度场和应力场；

根据所述第二有限元模型，构建模型坐标系，并根据所述模型坐标系分别从多个温度场和应力场提取温度场分布数据和残余塑性应变分布数据；

以所述温度场分布数据为输入，以所述残余塑性应变分布数据为输出，训练并得到所述BP神经网络模型。

3.根据权利要求2所述的焊接变形的模拟方法，其特征在于，根据所述第二有限元模型，构建模型坐标系，并根据所述模型坐标系分别从多个温度场和应力场提取温度场分布数据和残余塑性应变分布数据，具体包括：

根据所述第二有限元模型，以焊缝中间点为原点，以焊缝标志线和与之垂直的焊枪方向为两轴，用右手螺旋法则确定第三轴，以构建模型坐标系；其中，所述模型坐标系为笛卡尔坐标系；

根据所述模型坐标系，获取焊缝的中心点坐标，以及重心点坐标横向方向的n个点和纵向方向m个点组成的截面提取区域；

根据所述截面提取区域分别从多个温度场和应力场，提取温度场分布数据和残余塑性应变分布数据。

4.根据权利要求1所述的焊接变形的模拟方法，其特征在于，本发明使用的焊接模拟软件为InteWeld软件。

5.根据权利要求4所述的焊接变形的模拟方法，其特征在于，以所述残余塑性应变分布作为固有应变分布，更新所述第一有限元模型，具体包括：

将所述残余塑性应变分布转换为InteWeld软件结构件模块支持的joint文件；

指定Inteweld软件中的焊缝标志线加载joint文件，从而将固有应变分布加载至焊接接头的整个焊缝方向，以更新所述第一有限元模型。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的焊接变形的模拟方法，其特征在于，焊接接头的接头类型包括对接焊接头、T形接头、角接接头和搭接接头；

焊接工艺包括工艺类型、焊接功率和焊接速度；

工艺类型包括弧焊工艺和高能束焊工艺。

7.一种焊接变形的模拟装置，其特征在于，包含：

初始数据获取模块，用于获取待模拟焊接接头的第一有限元模型，以及焊接工艺；

温度场计算模块，用于根据所述焊接工艺和所述第一有限元模型，通过温度场有限元分析方法，计算并提取目标温度场分布数据；

塑性应变获取模块，用于将所述目标温度场分布数据输入预先训练好的BP神经网络模型，获取残余塑性应变分布；

模型更新模块，用于以所述残余塑性应变分布作为固有应变分布，更新所述第一有限元模型；

形变计算模块，用于根据更新后的第一有限元模型，通过弹性有限元分析方法，计算得到焊接接头的整体变形。

8.一种焊接变形的模拟设备，其特征在于，包括处理器、存储器，以及存储在所述存储器内的计算机程序；所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至6任意一项所述的焊接变形的模拟方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至6任意一项所述的焊接变形的模拟方法。