[发明专利]一种对ERW钢管焊接过程毛刺形态动态仿真的模拟方法

摘要

一种对ERW钢管焊接过程毛刺形态动态仿真的模拟方法，内容包括建立ANSYS程序库，根据ERW钢管焊接装置模型参数，建立ERW钢管焊接几何模型，建立ERW钢管焊接的物理环境库，确定求解类型；创建ERW钢管焊接的电磁环境，对整个焊管进行电磁分析得到热生成率；创建ERW钢管焊接的热环境，对整个焊管进行热分析输出温度；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，输出稳态温度；建立DEFORM程序库，在DEFORM中建立平面焊接几何模型，对焊接平面划分网格单元，建立力分析物理环境，对焊接平面进行力分析，最后完成对ERW钢管焊接过程毛刺形态动态仿真。

主权项

一种对ERW钢管焊接过程毛刺形态动态仿真的模拟方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤1 建立ANSYS程序库，将系统的源文件放入自定义的文件夹中，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ERW钢管焊接几何模型，分别对带V型开口角的钢管、钢管的V形开口角截面、电极、导磁体和空气划分网格单元，建立ERW钢管焊接的物理环境库，确定求解类型；步骤3 创建ERW钢管焊接的电磁环境，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A类物理参数，所述A类物理参数主要包括相对磁导率和电阻系数，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 创建ERW钢管焊接的热环境，在钢管上施加温度载荷与热生成率载荷，根据温度值更新材料与热相关的B类物理参数，所述B类物理参数主要包括热传导率、热辐射和热焓，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；若到达设定时间步数，直接输出温度；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，输出稳态温度；步骤6 建立DEFORM程序库，将系统的源文件放入自定义的文件夹中，开始后执行DEFORM程序库；步骤7 根据步骤2中建立的ERW钢管焊接几何模型，在DEFORM中建立平面焊接几何模型，对焊接平面划分网格单元，建立力分析物理环境；步骤8 将在步骤5中采用DO循环进行电阻加热过程的电磁‑热耦合计算输出稳态温度提取作为稳态温度载荷载入平面焊接几何模型，根据温度值更新材料与热相关的C类物理参数，所述C类物理参数主要包括弹性模量、流动应力和摩擦系数，施加边界条件，根据实际生产设置焊接过程所需的挤压量，根据创建的力分析物理环境对焊接平面进行力分析，最后完成对ERW钢管焊接过程毛刺形态动态仿真。