[发明专利]焊接有限元模型构建方法及校核方法

说明书

本发明公开了一种焊接有限元模型构建方法。该方法包括：对变流器柜体骨架的几何模型进行几何处理；根据骨架的几何模型中各个零件的轮廓辅助线，将构成骨架的几何模型的零件进行两两分组，同一组的两个零件相邻；针对所有组零件中的每组零件均执行以下操作，以构建出具有焊缝及其对应的焊缝单元的有限元模型：根据该组的两个零件各自连接端的节点的位置信息，确定两个零件各自连接端的节点之间的间距信息；根据间距信息，确定两个零件各自连接端的节点之间是否存在焊缝；以及在确定存在焊缝的情况下，在焊缝上建立焊缝单元。因此，本发明不仅可以减少设计人员的工作量，而且大大提高了有限元建模的速度。

技术领域

本发明涉及变流器技术领域，尤其涉及一种焊接有限元模型构建方法及校核方法。

背景技术

随着高速铁路和城市轨道交通的不断进步与高速发展，高铁和动车已经成为人们生活中的必要交通工具。变流器作为牵引系统的重要组成部分，其设计(尤其是变流器柜体结构轻量化的设计)及制造已经广泛地使用了计算机辅助设计(Computer AidedEngineering，CAE)技术。

变流器柜体是由多个构件组成，该构件多为铝合金、不锈钢或碳钢等材料，其连接方式主要是焊接、螺栓连接和铆接等。在变流器柜体的焊接强度及疲劳仿真中，需要建立2万多的焊接单元。然而，目前对变流器柜体的焊缝创建主要是手动创建刚性单元，调用Hypermesh软件本身自带的焊缝创建功能来连接构件，且在创建连接时主要是线对面的创建，如果遇到对焊、特殊类型的焊接形式，焊接时需要人工布置焊点，从而使设计人员在焊缝连接上需要花费大量的时间，这不仅大大增加了设计人员的工作量，而且极大地影响了有限元建模的速度。

此外，目前在对有限元模型的焊缝进行校核时，通常是采用手动的工程算法，大大降低了焊缝校核的速度。并且，使用该算法进行校核时，无法显示变流器柜体整体焊接相对薄弱的位置，大大降低了焊缝校核结果的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种焊接有限元模型构建方法及校核方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：目前的焊接有限元模型构建方法主要是通过人工手动创建刚性单元、手动布置焊点，不仅使设计人员的工作量增加，而且降低了有限元建模的速度。并且，目前的焊接有限元模型校核方法主要是采用手动的工程算法，大大降低了焊缝校核的速度和焊缝校核结果的准确性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种焊接有限元模型构建方法及校核方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种焊接有限元模型构建方法，包括：

对变流器柜体骨架的几何模型进行几何处理；

根据所述骨架的几何模型中各个零件的轮廓辅助线，将构成所述骨架的几何模型的零件进行两两分组，同一组的两个零件相邻；

针对所有组零件中的每组零件均执行以下操作，以构建出具有焊缝及其对应的焊缝单元的有限元模型：

根据该组的两个零件各自连接端的节点的位置信息，确定所述两个零件各自连接端的节点之间的间距信息；

根据所述间距信息，确定所述两个零件各自连接端的节点之间是否存在焊缝；以及

在确定存在焊缝的情况下，在所述焊缝上建立焊缝单元。

在本发明一优选实施例中，根据所述间距信息，确定所述两个零件各自连接端的节点之间是否存在焊缝，包括：

判断所述两个零件各自连接端的节点之间的间距是否相等；

在判断出所述间距相等的情况下，将所述间距与第一容差阈值进行比较，若所述间距小于所述第一容差阈值，确定所述两个零件各自连接端的节点之间存在焊缝。

在本发明一优选实施例中，在确定存在焊缝的情况下，在所述焊缝上建立焊缝单元，包括：