[发明专利]一种提高电弧增材构件热力分析有限元数值计算效率方法

权利要求书

1.一种提高电弧增材构件热力分析有限元数值计算效率方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）根据目标成型构件的结构设计图，建立沉积件和基板全尺寸实体模型，对全尺寸实体模型划分网格，得到划分网格后的全尺寸实体模型，划分的网格共有l层，l为≥1的自然数；

（2）根据全尺寸实体模型中网格划分的层数l，共得到n个子模型；子模型k为在子模型k-1上增加m层的沉积区，其中，1≤m＜l，1≤n≤l，1＜k≤n，或者n=l，m=1；

步骤（2）中，n个子模型和全尺寸实体模型中同一空间位置处的节点编号相同；

（3）子模型1进行热分析计算，子模型1的热分析计算结束时，全尺寸模型开始进行结构分析结算；第k个子模型热分析计算的初始条件为第k-1个子模型热分析计算的结果；每一个子模型依次进行热分析计算的同时，全尺寸模型的结构分析计算同步进行，最终至子模型n的热分析计算和全尺寸实体模型的结构分析计算结束；

步骤（3）的具体过程为：子模型1的热分析计算结束时，将子模型1的温度场计算结果作为温度载荷施加于全尺寸模型的同一位置，进行子模型1对应的结构分析计算，与此同时子模型2开始热分析计算，子模型2热分析计算的初始条件为子模型1热分析计算的结果；

步骤（3）中，子模型k的热分析过程为相比子模型k-1增加m层沉积区的加热过程；

步骤（3）中采用热力间接耦合的方法来获得沉积过程的应力变形情况；

步骤（3）中，子模型k中相比子模型k-1增加的m层沉积区在子模型k的热分析计算前为死区；

子模型2的热分析结束时，以子模型1对应的结构分析结果为初始条件，将子模型2的热分析计算结果依据沉积过程随时间逐步施加于全尺寸模型上子模型2对应的同一位置，进行子模型2对应的结构分析计算；依次类推，至子模型k，至子模型n，全尺寸模型上子模型n对应的结构分析以子模型n-1对应的结构分析结果为初始条件，并将子模型n的热分析计算结果依据沉积过程随时间逐步施加于全尺寸模型上子模型n对应的同一位置，全尺寸模型上子模型n对应的结构分析计算结束后，全尺寸实体模型的结构分析计算结束；

步骤（3）中，热分析计算的热源模型选用移动温度热源；

目标成型构件的电弧增材方法包括熔化极惰性气体保护焊、非熔化极惰性气体保护焊、等离子弧焊和冷金属过渡焊。