[发明专利]核电工程用六角管的焊接残余应力与变形的预测方法

权利要求书

1.一种核电工程用六角管的焊接残余应力与变形的预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：建立六角管的几何模型；

步骤二：利用有限元软件建立六角管焊接瞬态热传导模型；

所述步骤二中的焊接过程的瞬态热传导模型为：

上述式中，ρ、c分别为密度及比热容，T为瞬时温度，t为当前时间，x,y,z为参考坐标系，▽为空间梯度算子，为热流矢量，为内部的热量生成速率；

步骤三：利用坐标变换的方式将全局坐标系的坐标原点变换到每一个圆弧段圆心坐标，并在局部坐标系下对每小段圆弧编写六角管移动热源子程序；

步骤四：基于六角管材料温度相关的热物理性能参数利用步骤三中编写的子程序求解焊接温度场历史；

步骤五：利用有限元软件构建六角管静力学模型；

步骤六：将步骤四中仿真求解得到的焊接温度场历史作为热载荷，基于六角管材料的热力学性能参数求解焊接残余应力与残余变形。

2.根据权利要求1所述的一种核电工程用六角管的焊接残余应力与变形的预测方法，其特征在于，所述步骤五中的静力学模型是基于顺序热耦合的原理，将瞬态热传导分析改为静力学分析，将单元类型由瞬态热传导的类型修改为静力学的类型。

3.根据权利要求1所述的一种核电工程用六角管的焊接残余应力与变形的预测方法，其特征在于，所述步骤六包括将温度场作为热载荷进行焊接结构的弹塑性力学分析，通过弹塑性力学分析得到的总应变率，所述总应变率包括下面三个部分：式中，为弹性应变速率,为热应变速率,为塑性应变速率。

4.根据权利要求3所述的一种核电工程用六角管的焊接残余应力与变形的预测方法，其特征在于，所述弹性应变通过温度相关的弹性模量与泊松比获取；所述热应变通过温度相关的热膨胀系数进行求解；所述塑性应变则是根据具有随动硬化特征的von Mises屈服面求解计算得到。