[发明专利]基于有限元的电磁脉冲微焊点微观组织演化的模拟方法

说明书

本发明涉及电磁脉冲焊接领域，提供了一种基于有限元的电磁脉冲微焊点微观组织演化的模拟方法，包括：划分时间节点，并在各个时间节点获取电磁脉冲微焊点微观组织生成时的外围边框线；获取各个时间节点的微焊点几何模型，耦合微焊点的外围边框线和几何模型至有限元软件；通过有限元软件得到从微焊点生成时至生成完毕时的微焊点模型参数；基于微焊点模型参数变化幅度重新划分时间节点，依据重新划分的时间阶段演化微焊点微观组织的成长过程。本发明能够根据电磁脉冲微焊点的变化情况，基于微焊点变化的时域特性和外围边框线的对应关系，结合有限元理论，模拟出电磁脉冲微焊点微观组织演化过程。

技术领域

本发明涉及电磁脉冲焊接领域，特别涉及一种基于有限元的电磁脉冲微焊点微观组织演化的模拟方法。

背景技术

目前，随着越来越多的高精度焊接场景需求，电磁脉冲由于其不产热，且焊接精度高的优点，其越来越多被使用在高精度焊接场景。

在电磁脉冲焊接时，焊接物在焊接融合时产生细微形变，然而，如果想要达到更高精度的焊接要求，需要对电磁脉冲微焊点进行及时监控，以便后续对电磁脉冲设备进行及时调整，而现有并未有电磁脉冲微焊点微观组织演化过程的相关模拟方法。

发明内容

本发明的目的就是提供一种基于有限元的电磁脉冲微焊点微观组织演化的模拟方法，能够根据电磁脉冲微焊点的变化情况，基于微焊点变化的时域特性和外围边框线的对应关系，结合有限元理论，模拟出电磁脉冲微焊点微观组织演化过程。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：

基于有限元的电磁脉冲微焊点微观组织演化的模拟方法，包括如下步骤：

划分时间节点，并在各个时间节点获取电磁脉冲微焊点微观组织生成时的外围边框线；

获取各个时间节点的微焊点几何模型，耦合微焊点的外围边框线和几何模型至有限元软件；

通过有限元软件得到从微焊点生成时至生成完毕时的微焊点模型参数；

基于微焊点模型参数变化幅度重新划分时间节点，依据重新划分的时间阶段演化微焊点微观组织的成长过程。

进一步的是，所述划分时间节点，并在各个时间节点获取电磁脉冲微焊点微观组织生成时的外围边框线，具体包括如下步骤：

以电磁脉冲焊接设备启动并将能量输出口移动到指定位置为时间起点，以焊接完成时为时间终点，以0.05微秒为单位，划分从时间起点到时间终点的时间节点；

以电磁脉冲焊接设备的能量输出口对应的能量输出范围正对在与之距离最近的焊接物上的能量受力点为电磁脉冲微焊点；

根据待焊接物的电磁脉冲焊接时的变形属性，获取电磁脉冲微焊点微观组织生成时的外围边框线。

进一步的是，所述获取的电磁脉冲微焊点微观组织生成时的外围边框线，该外围边框线在外环绕电磁脉冲焊接设备的能量输出口对应的能量输出范围，且该外围边框线的每个边与所述能量输出范围的距离为1-2毫米。

进一步的是，所述通过有限元软件得到从微焊点生成时至生成完毕时的微焊点模型参数，其中，微焊点模型参数包括：电磁脉冲焊接设备的能量输出口输出的能量作用在与之距离最近的焊接物时的时间、与能量输出口距离最近的焊接物上的微焊点的变形开始时间、所有焊接物中焊接物的的最晚变形开始时间以及所有焊接物的最晚变形结束时间。

进一步的是，所述基于微焊点模型参数变化幅度重新划分时间节点，依据重新划分的时间阶段演化微焊点微观组织的成长过程，具体是指：

当电磁脉冲焊接设备的能量输出口输出的能量作用在与之距离最近的焊接物时的时间小于等于预设时间，且与能量输出口距离最近的焊接物上的微焊点的变形开始时间大于等于0.5微秒，且所有焊接物中焊接物的的最晚变形时间大于等于1微秒，则重新划分时间节点时，增加划分的时间节点的单位。

进一步的是，所述预设时间为1微秒。