[发明专利]多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法

权利要求书

1.一种多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，包括：

建立连杆几何模型；

针对所述连杆几何模型进行单元网格划分；

对所述连杆几何模型进行热处理工艺模拟，得到连杆热处理仿真分析的残余应力场数据和变形场数据；

继承所述残余应力场数据和所述变形场数据，对所述连杆几何模型进行断开工艺模拟，得到连杆各个单元节点上的变形响应和残余应力；

继承所述变形响应和所述残余应力，对所述连杆几何模型进行机加工工艺模拟。

2.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，建立连杆几何模型，包括：

根据所述连杆的加工工艺与结构特征，删除所述连杆几何模型中对加工变形没有影响的几何特征。

3.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，针对所述连杆几何模型进行单元网格划分，包括：

根据连杆“热处理-断开-机加工”的加工工艺路线，将所述连杆的几何结构进行区域划分，分别为连杆盖区域、连杆体区域、机加工区域和连杆断开区域；

其中，所述连杆盖区域、所述连杆体区域和所述连杆断开区域采取四面体单元网格；所述机加工区域采取六面体单元网格。

4.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，对所述连杆几何模型进行热处理工艺模拟，得到连杆热处理仿真分析的残余应力场数据和变形场数据，包括：

根据所述连杆的热加工工艺参数，设置连杆的材料热物性参数、机械性能参数和热处理边界约束条件。

5.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，继承所述残余应力场数据和所述变形场数据，对所述连杆几何模型进行断开工艺模拟，得到连杆各个单元节点上的变形响应和残余应力，包括：

继承热处理工艺模拟得到的变形响应，基于多工序间变形场的遗传机制创建连杆变形之后的几何模型文件；

利用ABAQUS重启动分析技术直接继承热处理工艺模拟后得到的所述残余应力场数据；

根据断开工艺建立断开仿真分析的第一边界约束条件，得到连杆断开仿真分析结果。

6.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，继承所述变形响应和所述残余应力，对所述连杆几何模型进行机加工工艺模拟，包括：

继承断开工艺模拟得到的残余应力场与变形响应，基于残余应力场遗传机制分别建立连杆体与连杆盖残余应力场文件，基于变形场遗传机制分别建立连杆体与连杆盖几何模型文件；

建立连杆盖与连杆体的机加工模拟的第二边界约束条件与铣削载荷，基于生死单元法实现所述连杆盖与所述连杆体的材料去除模拟仿真。

7.根据权利要求6所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，还包括：

根据连杆铣削加工工艺，建立连杆盖与连杆体的机加工仿真分析的所述第二边界约束条件；

根据所述连杆铣削加工工艺设置铣削加工工艺参数；其中，所述铣削加工工艺参数包括铣削力、进给速度、铣削深度和加工余量；

获取连杆盖与连杆体的残余应力场分布规律和变形规律。

8.根据权利要求1所述的多工序耦合下连杆加工残余应力与变形有限元建模方法，其特征在于，针对所述连杆几何模型进行单元网格划分，还包括：

设置连杆单元编号、单元节点编号和节点坐标信息；

建立工件坐标系，根据连杆盖或连杆体的几何尺寸在所述工件坐标系下建立对应的正六面体几何模型，从而获得所述连杆盖或所述连杆体的单元网格信息。