[发明专利]一种基于ANSYS的复杂焊接轨迹热源加载局部坐标系设定方法

摘要

本发明公开了一种基于ANSYS的复杂焊接轨迹热源加载局部坐标系设定方法。该方法的主要内容包括，在给定焊接轨迹线、焊枪轨迹线、焊接起点和热源移动步长的前提下，利用ANSYS的内部命令，自动计算出热源移动过程中以热源中心为原点的动态坐标系各坐标轴的实时方向，为热源加载提供准确的局部坐标系。在复杂焊接轨迹的情况下，热源加载方向是实时变动的，本发明通过焊枪轨迹线的辅助作用，严格确定局部坐标系的坐标轴方向，从而定位热源加载方向。利用本发明公开的局部坐标设定方法，使焊接模拟能够很方便地进行复杂轨迹线的模拟，增大了焊接模拟的适用范围，增强了焊接模拟的实际应用性。

主权项

1.一种基于ANSYS的复杂焊接轨迹热源加载局部坐标系设定方法，其特征在于该方法包括下列主要步骤：a. 首先指定焊接轨迹线和焊枪轨迹线上的焊接起始点，可通过拾取的方式，或通过对话框的方式填写开始点的编号；b. 焊接轨迹线和焊枪轨迹线的指定和长度的计算：因为在Ansys中复杂的曲线是由多段线的组合而成，因此，对于复杂曲线的焊接轨迹，要按照焊接顺序依次点选，或者通过对话框的方式填写曲线组合段的数量和编号，如下面通过循环命令获取焊接轨迹线的分线段的编号和线段的长度：*do,i,1,WNUM ! WNUM为组成焊接轨迹的分线段的数量LSEL,S,P !通过拾取选择焊接线*GET,WL(i),LINE,,NUM,MAX !通过拾取的方式获得线的编号*GET,wleng(i),LINE,wl(i),LENG !提取线的长度……*enddo同样可通过类似的命令获取焊枪轨迹线的分线段的编号和线段的长度，将循环过程获得的分线段求和，计算焊接线和焊枪轨迹线的总长；c. 计算局部坐标系的原点坐标：计算分段加载法焊接热源的中心坐标，根据设定的移动的空间步长，计算焊接线的分段数k，然后利用循环过程及下列组合命令计算焊接线各空间步长分段起点处的坐标：frac=(k‑1)*step/WLENG(i) !从焊接起点到上第k段步长起点处分数wxc(k)=LX(WL(i),frac)   !焊接线编号为WL(i)段的长度百分数为frac处的x坐标值d. 计算局部坐标轴相对于全局坐标轴的转角：根据坐标差的比值计算局部坐标轴相对于全局坐标轴的转角，如局部坐标轴的x轴向全局坐标轴的y轴方向的转角：当wyc(k+1)‑wyc(k)>0时，THXY(k) = ‑ATAN ((wxc(k+1) ‑ wxc(k)) / (wyc(k+1) ‑ wyc(k)))，同理，可计算局部坐标轴的y轴向全局坐标轴的z轴方向的转角，局部坐标轴的z轴向全局坐标轴的x轴方向的转角，e. 局部坐标系的设定：LOCAL, c, 0, wxc(k), wyc(k), wzc(k), THXY(k), THYZ(k), THZX(k), 1, 1,由此确定了焊接热源沿着焊接轨迹及焊枪运动轨迹局部坐标的原点及坐标轴的方向。