[发明专利]一种对ERW钢管焊接过程温度场进行动态仿真的模拟方法

摘要

本发明公开了一种对ERW钢管焊接过程温度场进行动态仿真的模拟方法，所述方法主要步骤：a)建立ERW钢管焊接的几何模型，划分网格；b)施加初始温度载荷与边界条件，建立电磁分析与热分析物理环境；c)采用DO循环进行电阻加热过程的电磁‑热耦合计算；d)将焊管V形开口角上周向的节点温度向焊管运动方向移动Δd的距离，重复上述步骤，直至钢管焊缝处的温度达到稳态温度。本发明方法利用节点温度的移动代替管坯的运动，可实现对ERW钢管焊接过程进行动态仿真，可以根据工厂各种生产工艺修改焊接功率、开口角大小等参数进行模拟，使模拟更加贴近现实。

主权项

一种对ERW钢管焊接过程温度场进行动态仿真的模拟方法，其特征在于，所述模拟方法包括以下步骤：步骤1，建立ANSYS程序库，开始后执行ANSYS程序库；步骤2，根据ERW钢管焊接装置模型参数，建立几何模型，划分网格，建立物理环境库，确定求解类型；步骤3，将钢管的初始温度作为初始温度载荷加载在钢管上，在电极上施加高频电流并设置边界条件，根据温度值更新材料与电磁相关的物理参数A，所述物理参数A包括但不限于相对磁导率、电阻系数，根据创建的电磁环境对整个焊管进行电磁分析，得到热生成率；步骤4，载入热分析物理环境，施加温度载荷与所述热生成率载荷，根据温度值更新材料与热相关的物理参数B，所述物理参数B包括但不限于热传导率、热辐射、热焓，根据创建的热环境对整个焊管进行热分析，若尚未到达设定时间步数，重新施加所述热生成率载荷与温度载荷进行热分析，直至计算结束，输出温度T；若到达设定时间步数，直接输出温度T；步骤5，采用DO循环进行电阻加热过程的电磁‑热耦合计算，重复步骤3和步骤4进行电磁分析和热分析，直至电磁‑热耦合计算结束；步骤6，将焊管V形开口角上周向的节点温度向焊管运动方向移动Δd的距离，清除ANSYS内的模型，重复步骤2～5进行循环计算，直至钢管焊缝处的温度达到稳态温度，完成对ERW钢管焊接过程温度场进行动态仿真。