[发明专利]一种基于数值模拟与数据分析的优化钢管焊接参数方法

摘要

本发明涉及一种基于数值模拟与数据分析的优化钢管焊接参数方法，包括：确定钢管焊接各项条件；建立有限元模型，采用八节点六面体单元划分三维有限元模型网格；根据实际焊接参数对热源进行校核；通过数值模拟软件Sysweld进行仿真；焊接仿真后分析焊缝的残余应力场与温度场的分布；根据均匀试验的实验原理，使试验点在试验范围内充分地均匀分散，确定最简化试验方案；在Sysweld仿真中模拟不同参数下的焊接过程，利用MATLAB进行数据分析，得到最优的工艺条件。利用数值模拟和数据分析的技术，避免了大量试验工件的浪费，减少了参数优化的工作量，提高了优化效率，通过本方法确定的参数结果准确度高，本方法具备较大的可行性。

主权项

一种基于数值模拟与数据分析的优化钢管焊接参数方法，其特征在于，其包括如下步骤：步骤一、确定钢管焊接条件，包括：环境温度，焊接工艺，钢管壁厚，坡口形式，钢管直径和钢管材质等；步骤二、根据实际焊件的结构尺寸在Visual‑Environment中建立有限元模型，并采用八节点六面体单元划分三维有限元模型网格；步骤三、根据实际中的焊接工艺与焊接对象对热源进行校核；步骤四、通过软件Sysweld进行焊接仿真；步骤五、焊接模拟后先与实际的试件进行比对确保模拟的准确性，再分析焊缝的残余应力场与温度场的分布；步骤六、根据均匀试验的实验原理，选择影响焊接结果的若干主要因素，并确定它们的变化范围，选择均匀设计表及表头设计，最后确定最简化试验方案；步骤七、在Sysweld仿真中模拟不同试验参数下的焊接过程，记录不同实验条件下焊缝中Mises残余应力的最大值与冷却后热影响区的显微组织组成；步骤八、利用MATLAB对得到的数据进行数据分析，最终得到最优的工艺条件。