[发明专利]一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法

权利要求书

1.一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)焊接、冷却分析：

①导入网格模型：将网格模型导入到非线性有限元分析软件中；

②更改网格属性：将导入的网格属性设置为隐式求解器下的温度-位移耦合单元；

③赋予材料属性：将所有单元赋予相同的各向同性材料属性；

④设置分析步：设置焊接过程和冷却过程的分析步，均为隐式瞬态热力耦合分析；

⑤设置载荷、边界条件：在整个网格模型上加载热源载荷，距焊缝一定距离处对部分节点做全约束；

⑥求解分析：对上述设置进行提交计算，获取求解结果；

步骤(2)拉伸分析：

①导入网格模型：导入网格模型至非线性有限元分析软件中；

②更改网格属性：将导入的网格属性设置为显式求解器下的温度-位移耦合单元；

③赋予材料属性：分别对焊缝区、热影响区及母材赋予相应的材料属性；

④设置分析步：设置拉伸过程的分析步为显式动力学分析；

⑤设置预定义物理场、边界条件：将步骤(1)中最终的求解结果以预定义物理场的方式加载至拉伸网格模型，将拉伸网格模型的一端全约束，另一端设置位移边界，即单侧拉伸；

⑥求解分析：对上述设置进行提交计算，获取仿真结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的网格模型采用过渡网格的划分方法。

3.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的网格模型被划分为六面体网格。

4.根据权利要求3所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述六面体网格内部的应力采用的是梯度算法，单元内部存在多个应力、应变积分点，用于准确描述应力应变梯度变化的区域。

5.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述非线性有限元分析软件为ABAQUS。

6.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的步骤(1)与步骤(2)导入的网格模型为同一网格模型。

7.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的步骤(1)与步骤(2)中的赋予材料属性步骤中，所述材料属性包括随温度变化的弹性模量、泊松比、热传导系数、热膨胀系数、塑性参数、比热及密度。

8.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的设置预定义物理场、边界条件步骤中，其中将步骤(1)中最终的求解结果以预定义物理场的方式加载至拉伸网格模型，即为将步骤(1)最终求解的应力应变的物理状态作为步骤(2)的初始状态。

9.根据权利要求1所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的设置载荷、边界条件步骤中，使用的热源模型为双椭球热源，利用有限元分析软件设置双椭球热源子程序，双椭球热源子程序中采用公式为：

f₁+f₂＝2

其中，f₁、f₂为系数，q₁、q₂为功率，a₁、a₂分别为前、后半椭球x方向的半轴长，b、c分别为前、后半椭球y、z方向的半轴。

10.根据权利要求9所述的一种基于拉伸断裂评价的激光焊接接头强度仿真分析方法，其特征在于，所述前半椭球y、z方向的半轴b的长度等于所述后半椭球y、z方向的半轴c的长度。