[发明专利]一种增材制造应力变形仿真方法、装置、设备及存储介质

权利要求书

1.一种增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，包括：

获取结构件成形过程中熔池的当前形貌；

根据所述当前形貌，匹配合适的点状热源模型的参数；

根据所述点状热源模型的参数，基于能量加载分布构建线状热源模型；

获取线状热源模型的参数以及时间步长，并根据所述线状热源模型的参数以及时间步长，获得结构件的能量温度场分布；

根据所述能量温度场分布，以获得结构件的应力变形分布。

2.根据权利要求1所述的增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，获取熔池的当前形貌步骤之前，还包括

获取预先建立的结构件的三维几何模型进行网络划分后的生成的有限元模型；

根据所述有限元分析模型，获取对应的结构件的成形工艺参数；

根据所述结构件的成形工艺参数，对结构件成形过程中熔池的参数进行初始化，以获得熔池的当前形貌。

3.根据权利要求2所述的增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，所述成形工艺参数包括成形路径的宽度以及成形路径每层的高度，则根据所述结构件的成形工艺参数，对结构件成形过程中熔池的参数进行初始化，以获得熔池的当前形貌，具体为：

根据成形路径的宽度，以获得熔池的宽度；

根据成形路径每层的高度，以获得熔池的深度；

根据所述熔池的宽度以及熔池的深度，经工艺成形的能量输入方式，以获取熔池的当前形貌。

4.根据权利要求3所述的增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，

根据所述点状热源模型的参数，基于能量加载分布构建线状热源模型，具体为：

根据热输入功率、热效率系数、焊接电压、焊接电流以及点状热源模型的参数，以获得线状热源的热流密度最大值；

根据线状热源的热流密度最大值以及点状热源模型的参数，获得线状热源内部空间各处热流密度；

根据运动速度以及点状热源模型的参数，以获得线状热源的加热时间；

根据所述线状热源的加热时间以及线状热源内部空间各处热流密度，构建线状热源模型。

5.根据权利要求4所述的增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，所述线状热源模型表达式为：q_s(x,y,z)＝q_smexp(-3x²/a²)exp(-3z²/b²)；其中，q_s是热源内部空间各处热流密度，a、b分别是点状热源模型的宽度和高度，Q_m是热输入功率，Q_m＝ηUI，η是热效率系数，U是焊接电压，I是焊接电流，q_sm是线状热源的热流密度最大值，t_s是线状热源模型的加热时间。

6.根据权利要求4所述的增材制造应力变形仿真方法，其特征在于，

所述线状热源模型的时间步长为点状热源模型的时间步长的10倍。

7.一种增材制造应力变形仿真装置，其特征在于，包括：

当前形貌获取单元，用于获取结构件成形过程中熔池的当前形貌；

参数匹配单元，用于根据所述当前形貌，匹配合适的点状热源模型的参数；

线状热源模型构建单元，用于根据所述点状热源模型的参数，基于能量加载分布构建线状热源模型；

能量温度场分布获取单元，用于获取线状热源模型的参数以及时间步长，并根据所述线状热源模型的参数以及时间步长，获得结构件的能量温度场分布；

应力变形分布获取单元，用于根据所述能量温度场分布，以获得结构件的应力变形分布。