專利名稱：焊接變形分析方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用數(shù)值分析計(jì)算焊接構(gòu)造物(有時(shí)也簡(jiǎn)稱為“構(gòu)造物”)的變形、殘留應(yīng)力等的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在通過焊接施工制造大型構(gòu)造物時(shí)，由于對(duì)焊接部附近的熱積累及其后的冷卻而發(fā)生焊接變形。為了降低該焊接變形，通常進(jìn)行約束夾具的安裝或焊接后的矯正作業(yè)等。在這種情況下，利用有限元法等數(shù)值分析來預(yù)測(cè)變形，以謀求應(yīng)對(duì)變形的最佳化，這對(duì)于提高生產(chǎn)效率和降低成本是極為重要的。在利用有限元法進(jìn)行的焊接變形分析中，大致分為熱彈塑性分析和固有應(yīng)變法兩種方法。利用熱彈塑性分析進(jìn)行的焊接變形分析，是在作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物中，由非穩(wěn)定熱傳導(dǎo)分析求出焊接中的熱履歷，接著利用作為非線性分析的熱彈塑性分析，分析焊接中的位移、應(yīng)變及應(yīng)力的履歷的方法。另一方面，利用固有應(yīng)變法進(jìn)行的焊接變形分析，是一種給予焊接構(gòu)造物在焊接部及其附近產(chǎn)生的固有應(yīng)變，利用作為線性分析的(熱)彈性分析來計(jì)算焊接變形的方法。 由焊接產(chǎn)生的固有應(yīng)變是從表觀應(yīng)變中減去彈性應(yīng)變的值，固體力學(xué)的范圍內(nèi)等同于殘留塑性應(yīng)變。為了利用該固有應(yīng)變法推定焊接構(gòu)造物的焊接變形或殘留應(yīng)力，采取以下的步驟。首先，計(jì)測(cè)由實(shí)際的焊接產(chǎn)生的固有的焊接變形或殘留應(yīng)力，或者，利用將用于焊接構(gòu)造物的焊接法、接頭形狀、焊接條件等圖形化的單元模型，通過熱彈塑性分析求出焊接變形或殘留應(yīng)力，將它們作為應(yīng)變的最佳值并數(shù)據(jù)庫化。其次，將數(shù)據(jù)庫化的應(yīng)變的最佳值賦予焊接構(gòu)造物的模型，利用彈性分析法計(jì)算焊接變形或殘留應(yīng)力。在專利文獻(xiàn)1中揭示了一種焊接殘留應(yīng)力分析方法，所述方法將通過進(jìn)行采用了三維模型的熱彈性分析獲得的熱變形的結(jié)果作為變形約束條件，通過進(jìn)行采用了二維模型的熱彈塑性分析，能夠提高分析精度，并且減少計(jì)算時(shí)間。在專利文獻(xiàn)2中揭示了一種分析方法，所述方法將利用線性分析的固有應(yīng)變法分析焊接構(gòu)造物整體的模型的各個(gè)固有應(yīng)變成分轉(zhuǎn)換成局部坐標(biāo)系，計(jì)算出焊接變形、殘留應(yīng)力。在專利文獻(xiàn)3中揭示了一種分析方法，所述方法在利用焊接構(gòu)造物的殘留應(yīng)力有限元法進(jìn)行分析時(shí)，通過制約從焊接線到分析模型邊界的軸向距離，縮短分析時(shí)間。在專利文獻(xiàn)4中揭示了一種分析方法，所述分析方法利用在約束條件下獲得的焊接固有應(yīng)變，求出在沒有焊接后約束條件時(shí)的焊接變形。在專利文獻(xiàn)5中揭示了一種分析方法，所述分析方法只進(jìn)行焊接附近的非線性分析，通過對(duì)于被焊接物進(jìn)行線性分析，計(jì)算兩個(gè)區(qū)域的臨界面處的反作用力，通過以該反作用力之差處于規(guī)定的范圍內(nèi)的方式進(jìn)行收斂運(yùn)算，在短時(shí)間內(nèi)計(jì)算出焊接變形。[現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)]
[專利文獻(xiàn)][專利文獻(xiàn)1]特開2009-36669號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開2004-330212號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開2003-194637號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]特開2006-879號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn) 5]W02005/09361
發(fā)明內(nèi)容
利用熱彈塑性分析法進(jìn)行的變形分析，由于將從焊接開始到完畢的過程以微小的時(shí)間間隔進(jìn)行分析，所以，可以模擬近似于實(shí)際焊接的變形履歷。但是，在大型焊接構(gòu)造物的情況下，在分析模型中，需要龐大的元素?cái)?shù)，熱彈塑性分析需要長時(shí)間的計(jì)算時(shí)間，在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中，在很多情況下是不可能的。根據(jù)專利文獻(xiàn)1所揭示的方法，由于進(jìn)行熱彈塑性分析的是二維模型，所以可以縮短計(jì)算時(shí)間。但是，對(duì)于復(fù)雜的大型構(gòu)造物的焊接變形，在很多情況下不能采用二維模型，存在著應(yīng)用受到限制的問題。固有應(yīng)變法變形分析，由于只利用構(gòu)造物的彈性分析進(jìn)行分析就可以進(jìn)行變形計(jì)算，所以，可以大幅度縮短計(jì)算時(shí)間。但是，將通過計(jì)算獲得的固有應(yīng)變分布賦予焊接構(gòu)造物全體是不容易的。S卩，由于在各個(gè)單元模型的熱彈塑性分析時(shí)使用的模型網(wǎng)格與實(shí)際計(jì)算的焊接構(gòu)造物的模型的網(wǎng)格不同，所以，在將由單元模型數(shù)據(jù)庫化的固有應(yīng)變賦予焊接構(gòu)造物的模型時(shí)，易于由于坐標(biāo)之間的換算而產(chǎn)生誤差。結(jié)果，根據(jù)場(chǎng)合的不同，會(huì)產(chǎn)生將與實(shí)際焊接不同的固有應(yīng)變分布賦予構(gòu)造物模型的問題。進(jìn)而，在求出固有應(yīng)變時(shí)使用的單元模型的約束條件一般不能反映焊接構(gòu)造物的約束條件。因此，存在著賦予構(gòu)造物模型的、由單元模型獲得的固有應(yīng)變的分布與由實(shí)際焊接產(chǎn)生的實(shí)際構(gòu)造物的固有應(yīng)變不同的問題。在很多情況下，通過將在與實(shí)際構(gòu)造物不同的約束條件下獲得的固有應(yīng)變賦予構(gòu)造物模型而計(jì)算出的變形，與實(shí)際焊接構(gòu)造物的變形傾向不一致。在專利文獻(xiàn)2、3、4中揭示了各種各樣的固有應(yīng)變方法，通過坐標(biāo)系的換算或分析模型的簡(jiǎn)化或者計(jì)算范圍的縮小，可以謀求計(jì)算精度的提高和計(jì)算時(shí)間的縮短。但是，存在著不能進(jìn)行在構(gòu)造物全體的變形中產(chǎn)生的應(yīng)變或者應(yīng)力分布等的計(jì)算的問題。專利文獻(xiàn)5中揭示的分析方法存在著對(duì)于大型構(gòu)造物進(jìn)行收斂計(jì)算花費(fèi)時(shí)間的問題。因此，鑒于上述情況，本發(fā)明的目的是兼顧大型焊接構(gòu)造物的焊接變形預(yù)測(cè)中計(jì)算精度的提高和計(jì)算時(shí)間的縮短。為了達(dá)到所述目的的本申請(qǐng)發(fā)明的特征是，不進(jìn)行固有應(yīng)變的計(jì)算或向構(gòu)造物的賦予(變換)，并且只在焊接部及其附近進(jìn)行熱彈塑性分析的所謂部分熱彈塑性分析(有時(shí)，也稱之為“焊接變形分析”)。具體地說，本發(fā)明的焊接變形分析方法包括利用網(wǎng)格生成工序?qū)⒊蔀榉治鰧?duì)象的構(gòu)造物制成整體模型，從成為變形分析對(duì)象的、彈性分析所必要的焊接構(gòu)造物的整體模型中提取包含有部分熱彈塑性分析所必要的焊接部的局部模型的工序；對(duì)所述局部模型和整體模型的剩余部分的邊界部給予約束，對(duì)所述局部模型進(jìn)行熱彈塑性分析的工序；在所述局部模型的熱彈塑性分析工序結(jié)束之后，將包含有通過所述熱彈塑性分析獲得的焊接完畢之后的最終的應(yīng)變分布和應(yīng)力分布的所述局部模型貼到所述整體模型的剩余部分上，借此再次構(gòu)筑整體模型的工序；通過進(jìn)行整體模型的彈性分析，求出構(gòu)造物的焊接變形和應(yīng)力的工序。由于所述局部模型是從所述整體模型中直接提取的，所以，構(gòu)成所述局部模型的網(wǎng)格的元素及節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)和相對(duì)坐標(biāo)關(guān)系與所述整體模型的一部分相一致。在進(jìn)行所述局部模型的熱分析時(shí)，對(duì)于局部模型與整體模型的剩余部分在分析上的邊界部給予適當(dāng)?shù)募s束條件，其中，所述邊界部在實(shí)際的構(gòu)造物中并不存在，而是通過提取所述局部模型的工序形成的。這時(shí)，考慮實(shí)際構(gòu)造物的約束狀況來設(shè)定邊界部的約束條件。對(duì)于所述整體模型的再次構(gòu)筑，可以將滿足在進(jìn)行所述局部模型的熱彈塑性分析時(shí)給予的約束條件、包含有通過熱彈塑性分析獲得的焊接完畢之后的最終的應(yīng)變分布和應(yīng)力分布的所述局部模型貼到所述整體模型上?；蛘?，也可以將提取出所述局部模型之后的整體模型的剩余部分貼到包含有通過熱彈塑性分析獲得的焊接完畢之后的最終的應(yīng)變分布和應(yīng)力分布的所述局部模型上。在通過整體模型的彈性分析計(jì)算構(gòu)造物的焊接變形時(shí)，解除在進(jìn)行所述局部模型的熱彈塑性分析時(shí)給予的約束條件，設(shè)定接近于實(shí)際構(gòu)造物的約束條件，進(jìn)行彈性分析，求出構(gòu)造物整體的焊接變形和應(yīng)力。詳細(xì)情況將在后面進(jìn)行描述。根據(jù)本發(fā)明，可以兼顧地在大型焊接構(gòu)造物的焊接變形預(yù)測(cè)中計(jì)算精度的提高及計(jì)算時(shí)間的縮短。


圖1是本實(shí)施方式的分析裝置的硬件結(jié)構(gòu)及軟件結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示根據(jù)本實(shí)施方式的利用有限元法進(jìn)行的焊接變形分析處理的流程圖。圖3是表示作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)的圖示。圖4是表示圖3的焊接構(gòu)造物的整體模型的圖示。圖5是表示提取的局部模型的圖示。圖6是局部模型的邊界部的放大圖。圖7是表示再次構(gòu)筑的整體模型的圖示。圖8是表示局部模型的圖示。圖9是本發(fā)明的焊接變形分析方法、現(xiàn)有的熱彈塑性法、現(xiàn)有的固體應(yīng)變法的分析時(shí)間及分析精度的比較表。圖10是表示實(shí)施例2中的整體模型的再次構(gòu)筑的形式的圖示。
具體實(shí)施例方式下面，參照適當(dāng)?shù)母綀D，對(duì)實(shí)施本發(fā)明的方式(下面，稱之為“實(shí)施方式”)進(jìn)行說明?！督Y(jié)構(gòu)》圖1是本實(shí)施方式的分析裝置的硬件結(jié)構(gòu)及軟件結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。圖1所示的分析裝置100是計(jì)算機(jī)，作為硬件結(jié)構(gòu)，該計(jì)算機(jī)包括輸入部110、輸出部120、控制部130以及存儲(chǔ)部140。該分析裝置100在存儲(chǔ)部140中存儲(chǔ)CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))數(shù)據(jù)141，并且， 存儲(chǔ)作為軟件結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)模型生成 加工部142、分析部143及參數(shù)取得部144的焊接變形分析方法用的程序。輸入部110例如是接受使用者的操作的鼠標(biāo)或鍵盤，包括將由使用者輸入的信號(hào)傳送給控制部130的輸入接口。輸出部120例如是顯示成為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物的CAD數(shù)據(jù)或者其模型、數(shù)值分析的計(jì)算結(jié)果等的顯示器，包括根據(jù)來自于控制部130的指令(包括繪圖指令)顯示規(guī)定的圖像的輸出接口?？刂撇?30例如是CPU (中央處理器)，讀出存儲(chǔ)部140存儲(chǔ)的程序中記載的編碼， 實(shí)施相應(yīng)的信息處理(包括數(shù)值分析的運(yùn)算處理)。存儲(chǔ)部140例如是R0M(只讀存儲(chǔ)器也稱為“存儲(chǔ)介質(zhì)”)、RAM(隨機(jī)存儲(chǔ)器)、 HDD (硬盤驅(qū)動(dòng)器)，如前面所述，存儲(chǔ)作為CAD數(shù)據(jù)141、模型生成 加工部142、分析部143 及參數(shù)取得部144起作用的程序。CAD數(shù)據(jù)141是利用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物而生成的例如三維數(shù)據(jù)。在CAD數(shù)據(jù)141中還包括表示焊接構(gòu)造物的物理性質(zhì)的物理參數(shù)。配備有圖中未示出的通信接口且連接到網(wǎng)絡(luò)上的分析裝置100，也可以從連接到該網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等外部取得CAD數(shù)據(jù)141。模型生成 加工部142由CAD數(shù)據(jù)141例如生成焊接構(gòu)造物的三維分析模型(有時(shí)，也簡(jiǎn)單地稱之為“模型”)，或者，根據(jù)來自于輸入部110的輸入進(jìn)行加工。在模型的生成中，從CAD數(shù)據(jù)141獲得分析對(duì)象的形狀，同時(shí)，也根據(jù)由來自于輸入部110的輸入指定的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，進(jìn)行網(wǎng)格的生成。如果獲得了形狀，例如，利用在模型內(nèi)預(yù)先設(shè)定的三維坐標(biāo)(在本實(shí)施方式中，以坐標(biāo)軸正交的情況進(jìn)行說明)的坐標(biāo)值來決定該焊接構(gòu)造物所占據(jù)的位置，并且，進(jìn)而，決定構(gòu)成位于該坐標(biāo)值上的部件的物質(zhì)的物理參數(shù)，存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部 140。所述物理參數(shù)由CAD數(shù)據(jù)141獲取。另外，在模型的加工中，例如，包括后面將要描述的局部模型的提取、網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的約束、約束的解除、整體模型的再次構(gòu)筑等處理。生成或者加工的模型(整體模型或局部模型等)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部140中。分析部143對(duì)于生成或者加工的模型進(jìn)行數(shù)值分析，求出規(guī)定的分析結(jié)果。在本實(shí)施方式中進(jìn)行的數(shù)值分析中，例如，包括作為非線性分析的熱彈塑性分析或作為線性分析的彈性分析。如果在本實(shí)施方式中采用固有應(yīng)變法，則由分析部143來進(jìn)行這些分析。參數(shù)取得部144，例如，獲得由輸入部110的輸入指定的參數(shù)。該參數(shù)是為了由模型生成 加工部142進(jìn)行模型的生成、加工或由分析部143進(jìn)行數(shù)值分析所必要的值、條件等，具體地說，是有關(guān)網(wǎng)格構(gòu)成的初始條件(例如所使用的網(wǎng)格數(shù)、尺寸、形狀)，從整體模型中提取局部模型時(shí)確定的局部模型與整體模型的剩余部分的邊界部，或者網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的約束條件(例如約束對(duì)象的網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)、該節(jié)點(diǎn)的約束的方向(X方向、Y方向、Z方向中的至少一個(gè)))。另外，所謂網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的“約束”是指即使進(jìn)行數(shù)值分析該節(jié)點(diǎn)的位移量仍然為零。通過這種約束，確定分析模型的數(shù)值分析中的位置的基準(zhǔn)。在三維分析模型中，在進(jìn)行數(shù)值分析時(shí)，至少需要六個(gè)自由度的約束。但是，不用考慮約束的節(jié)點(diǎn)的位置或方向。上面，對(duì)本實(shí)施方式的分析裝置的結(jié)構(gòu)的說明結(jié)束?！短幚怼菲浯危瑢?duì)于利用本實(shí)施方式的分析裝置100實(shí)施的處理進(jìn)行說明。該處理，S卩，主要關(guān)于焊接變形分析的處理，在由控制部130進(jìn)行的控制下，通過在RAM等的存儲(chǔ)區(qū)域讀出存儲(chǔ)在存儲(chǔ)部140中的程序來實(shí)現(xiàn)。圖2是表示根據(jù)本實(shí)施方式的有限元法進(jìn)行的焊接變形分析的處理的流程圖。該控制的主體是控制部130。在該處理中，首先，對(duì)作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物進(jìn)行三維分析模型化，構(gòu)筑整體模型(Si)。在構(gòu)筑該整體模型時(shí)，為了得到由熱彈塑性分析獲得的足夠的分析精度，對(duì)于包括包含在焊接構(gòu)造物中的焊接部及其附近在內(nèi)的熱彈塑性分析所必需的范圍，設(shè)定細(xì) (密)的網(wǎng)格。對(duì)于除此之外的范圍，由于只進(jìn)行彈性分析，所以設(shè)定粗的網(wǎng)格。只進(jìn)行上述彈性分析的范圍的網(wǎng)格的尺寸是上述熱彈塑性分析所必需的范圍的網(wǎng)格尺寸的數(shù)倍到數(shù)十倍。結(jié)果，整體模型的元素?cái)?shù)減少，可以縮短計(jì)算時(shí)間。這些網(wǎng)格的尺寸或元素?cái)?shù)是作為參數(shù)取得部144的參數(shù)取得的。其次，從構(gòu)筑的整體模型中提取包括焊接部及其附近在內(nèi)的、熱彈塑性分析所必需的范圍的元素，作為熱彈塑性分析用的局部模型(S2)。由于該局部模型是從整體模型中原樣提取出來的，所以，模型及網(wǎng)格的生成限于一次，可以縮短網(wǎng)格的生成工序。在局部模型的提取中，作為參數(shù)取得部144的參數(shù)，獲取并設(shè)定局部模型的邊界部與整體模型的剩余部分的邊界部。其次，在提取出局部模型之后，給予局部模型的邊界部適當(dāng)?shù)募s束條件，約束邊界部(S3)，進(jìn)行局部模型的熱彈塑性分析(S4)。上述局部模型的邊界部是與上述整體模型的剩余部分的邊界面。另外，考慮到實(shí)際構(gòu)造物的約束狀況來設(shè)定邊界部的約束條件。對(duì)于形成在整體模型的剩余部分中的邊界部也進(jìn)行所述約束。作為參數(shù)取得部144的參數(shù)設(shè)定該約束。另外，優(yōu)選地，在局部模型的邊界部的節(jié)點(diǎn)被約束的狀態(tài)下，進(jìn)行熱彈塑性分析， 但是，在未約束邊界部的節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)下，也可以實(shí)施局部模型的熱彈塑性分析。另外，關(guān)于局部模型的邊界部(以及整體模型的剩余部分的邊界部)的節(jié)點(diǎn)的約束，可以對(duì)全部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行，也可以對(duì)一部分節(jié)點(diǎn)進(jìn)行。其次，在結(jié)束局部模型的熱彈塑性分析之后，通過將包含有成為分析結(jié)果的熱分布、應(yīng)力分布及應(yīng)變分布在內(nèi)的局部模型貼到(合并到)整體模型的剩余部分上，或者通過將除去局部模型之外的整體模型的剩余部分貼到(合并到)包含有熱彈塑性分析結(jié)果的局部模型上，再次構(gòu)筑彈性分析用的整體模型(S5)。另外，在局部模型的熱彈塑性分析時(shí)對(duì)局部模型的邊界部不設(shè)定約束的情況下， 在再次構(gòu)筑彈性分析的整體模型時(shí)，以使整體模型的剩余部分的邊界部的節(jié)點(diǎn)與局部模型的邊界部的節(jié)點(diǎn)重合的方式使之移動(dòng)，將整體模型的網(wǎng)格貼到局部模型上。
在再次構(gòu)筑整體模型之后，撤除上述局部模型的邊界部的約束條件，消除邊界部的約束之后(S6)，利用再次構(gòu)筑的整體模型，設(shè)定與實(shí)際構(gòu)造物相同的約束構(gòu)件(例如 構(gòu)造物的端部的約束。詳細(xì)情況將在后面描述)，通過實(shí)施彈性分析，計(jì)算構(gòu)造物的變形 (S7)。上面關(guān)于本實(shí)施方式的分析裝置的處理的說明完畢。[實(shí)施例1]其次，作為實(shí)施例1，說明將本實(shí)施方式的分析方法應(yīng)用于具體的形狀一定的焊接構(gòu)造物的情況。圖3是表示作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物的結(jié)構(gòu)的圖示。該焊接構(gòu)造物是管狀構(gòu)造物。由被焊接材料A和被焊接材料B的環(huán)焊接C構(gòu)成。焊接之后的構(gòu)造物長度約5m，直徑約200mm，厚度為7mm 13mm。通過將該圖3所示的焊接構(gòu)造物有限元模型化，生成三維模型，通過實(shí)施網(wǎng)格生成工序(由模型生成·加工部142進(jìn)行的處理之一)構(gòu)筑整體模型。圖4是表示圖3的焊接構(gòu)造物的整體模型的圖示。該整體模型由局部模型4(用網(wǎng)紋表示)和整體模型的剩余部分5構(gòu)成，所述局部模型4由作為與被焊接材料A的一部分對(duì)應(yīng)的模型的被焊接部1、作為與被焊接材料B對(duì)應(yīng)的模型的被焊接部2以及作為與環(huán)焊接(焊接部位)C對(duì)應(yīng)的模型的焊接部3構(gòu)成。所述整體模型的剩余部分5包括作為與被焊接材料A的剩余部分對(duì)應(yīng)的模型的被焊接部。在生成所述整體模型的網(wǎng)格時(shí)，將包含焊接部3及其附近的熱彈塑性分析所必需的范圍作為局部模型4，設(shè)定細(xì)的網(wǎng)格。對(duì)于除此之外的范圍、即整體模型的剩余部分5，由于只進(jìn)行彈性分析，所以，生成粗的網(wǎng)格。上述熱彈塑性分析所必需的局部模型4的網(wǎng)格的尺寸是上述彈性分析所必需的整體模型的剩余部分5的網(wǎng)格的尺寸的幾分之一 幾十分之一。但是，為了便于說明，在圖4中，省略了設(shè)定的網(wǎng)格的圖示。上述熱彈塑性分析所必需的局部模型4的網(wǎng)格比只進(jìn)行彈性分析的整體模型的剩余部分5的網(wǎng)格小很多，但是，也可以將整體模型的剩余部分5和局部模型4 一起設(shè)定成相同程度尺寸的網(wǎng)格。這是因?yàn)?，即使在相同程度的元素?cái)?shù)的情況下，與彈性分析相關(guān)的時(shí)間也在熱彈塑性分析的時(shí)間的幾千分之一以下。即，盡管若將整體模型的剩余部分5的網(wǎng)格分割成與局部模型4的網(wǎng)格相同程度的粗細(xì)，則元素?cái)?shù)目增加，但是，由于增加程度的網(wǎng)格只進(jìn)行彈性分析，并且整體的分析時(shí)間主要由局部模型4的熱彈塑性分析支配，所以，整體的分析時(shí)間的增加程度與熱彈塑性分析的時(shí)間相比，小到可以忽略的程度?？紤]到實(shí)際焊接條件和焊縫的截面形狀來決定本實(shí)施例的模型的網(wǎng)格分割。對(duì)于元素的類型，優(yōu)選采用分析精度高的六面體元素。另外，也可以采用四面體元素、三角柱元素，或者也可以采用它們的混合元素。生成六面體網(wǎng)格的整體模型的規(guī)模為大約100，000個(gè)元素、150，000個(gè)節(jié)點(diǎn)的程度。其中，包括焊接附近的熱彈塑性分析所需要的局部模型部分的規(guī)模為大約25，000個(gè)元素、40，000個(gè)節(jié)點(diǎn)的程度。由于焊接是通過激光·電弧復(fù)合焊接、單一焊道焊接進(jìn)行的，所以，熱源模型采用線狀高斯(Gaussian)熱源(相當(dāng)于激光熱源)和點(diǎn)狀高斯(Gaussian) 熱源(相當(dāng)于電弧熱源)的復(fù)合移動(dòng)熱源?？紤]到實(shí)際焊接條件及焊縫截面形狀來決定分析的熱量輸入條件。焊接時(shí)間和實(shí)際焊接相同，為90秒。
在生成包含有設(shè)定了細(xì)網(wǎng)格的局部模型的整體模型之后，在生成的整體模型中， 將包含焊接部及其附近的、有必要進(jìn)行熱彈塑性分析的范圍作為局部模型4，進(jìn)行局部模型的提取工序(由模型生成·加工部142進(jìn)行的處理之一)。圖5是表示提取出來的局部模型的圖示。該局部模型4的網(wǎng)格與圖4所示的作為整體模型的一部分的局部模型4的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)完全一致。例如，提取出來的網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值表示與提取前的坐標(biāo)值相同的值。另外，在提取時(shí)，在局部模型4上，形成作為與整體模型的剩余部分5的邊界面的邊界部6，邊界部6的位置由參數(shù)取得部144設(shè)定。其次，用提取出來的局部模型4進(jìn)行熱彈塑性分析。在該局部模型4的熱彈塑性分析中包括三個(gè)步驟1 3。在局部模型4的熱彈塑性分析的步驟1中，實(shí)施熱分析。作為具體的流程，首先， 設(shè)定模擬實(shí)際焊接條件的熱量輸入條件，其次，以微小的時(shí)間間隔對(duì)從焊接開始到完畢的過程進(jìn)行熱分析，計(jì)算接近于實(shí)際焊接的熱履歷。從而，獲得在焊接部3及其附近的溫度分布的履歷。另外，在計(jì)算上述局部模型4的熱履歷時(shí)，采用局部模型4，但是，采用整體模型實(shí)施熱分析也沒有問題。但是，在這種情況下，由計(jì)算獲得的焊接部3及其附近的溫度分析履歷(熱履歷)有必要能夠模擬實(shí)際焊接的熱履歷。在局部模型4的熱彈塑性分析的步驟2中，設(shè)定在下一個(gè)步驟3中實(shí)施預(yù)定的熱彈塑性分析時(shí)成為必要條件的邊界部6的約束條件。該邊界部6是通過上述局部模型4的提取工序形成的、局部模型4與整體模型的剩余部分5在分析上的邊界面，在實(shí)際的構(gòu)造物中并不存在這樣的邊界面。另外，也約束整體模型的剩余部分5的邊界面的節(jié)點(diǎn)。圖6是局部模型的交界部的放大圖。參照?qǐng)D6，對(duì)局部模型的邊界部的約束條件的設(shè)定進(jìn)行說明。本實(shí)施例的分析模型由用標(biāo)號(hào)10、11表示的六面體元素構(gòu)成。一個(gè)個(gè)六面體元素的每一個(gè)具有8個(gè)用標(biāo)號(hào)20 23表示的節(jié)點(diǎn)。這里，節(jié)點(diǎn)20不屬于局部模型4的邊界部6的邊界面，節(jié)點(diǎn)21 23屬于邊界部6的邊界面。從而，局部模型4的邊界部6的約束條件的設(shè)定給予如節(jié)點(diǎn)21 23這樣的位于邊界部6的邊界面上的節(jié)點(diǎn)以約束條件?？紤]到實(shí)際構(gòu)造物的約束狀況來設(shè)定邊界部6的約束條件。在本實(shí)施例的情況下，在如圖6所示的節(jié)點(diǎn)21 23這樣的邊界部6的全部節(jié)點(diǎn)中，使該圖所示的坐標(biāo)方向的 X方向、Y方向、Z方向的位移量為0。在局部模型的熱彈塑性分析的步驟3中，在設(shè)定了上述邊界部6的約束條件之后， 將在熱彈塑性分析的步驟1中獲得的局部模型4的熱履歷的分析結(jié)果作為輸入條件，實(shí)施非線性的熱彈塑性分析。通過步驟3的分析，獲得局部模型4的應(yīng)變履歷及應(yīng)力履歷。其次，利用上述局部模型4的熱彈塑性分析的結(jié)果，再次構(gòu)筑構(gòu)造物的整體模型， 對(duì)該整體模型進(jìn)行彈性分析，計(jì)算構(gòu)造物的變形。在該整體模型的彈性分析中，也包含三個(gè)步驟1 3。另外，圖7是表示再次構(gòu)筑的整體模型的圖示。在整體模型的彈性分析的步驟1中，將包含熱彈塑性分析結(jié)果的局部模型4貼到整體模型上，再次構(gòu)筑圖7所示的整體模型。在實(shí)施局部模型4的熱彈塑性分析時(shí)，由于局部模型4和整體模型的剩余部分5的邊界部的節(jié)點(diǎn)受到約束，所以，可以簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)局部模型4向整體模型的剩余部分5的貼附。另外，將通過局部模型4的熱彈塑性分析獲得的應(yīng)變分布及應(yīng)力分布也貼到整體模型的剩余部分5上。結(jié)果，在再次構(gòu)筑的整體模型中，包含通過局部模型4的熱彈塑性分析獲得的焊接附近的應(yīng)變分布、應(yīng)力分布等信息。在再次構(gòu)筑上述整體模型時(shí)，將局部模型4貼到整體模型的剩余部分5上，但是， 也可以反過來，將通過提取局部模型4而剩下的整體模型的剩余部分5的網(wǎng)格貼到含有所述熱彈塑性分析結(jié)果的局部模型4上。在整體模型的彈性分析的步驟2中，解除在進(jìn)行局部模型4的熱彈塑性分析時(shí)設(shè)定的局部模型的邊界部6的約束條件，設(shè)定能夠模擬實(shí)際構(gòu)造物的約束的約束條件。在本實(shí)施例中，如圖7所示，對(duì)屬于整體模型的端部7的節(jié)點(diǎn)41設(shè)定X方向、Y方向、Z方向三個(gè)約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)42給予Y方向和Z方向的約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)43設(shè)定Z方向的約束。在整體模型的彈性分析的步驟3中，利用包括局部模型4的應(yīng)變分布和應(yīng)力分布、 設(shè)定了新的約束條件(在端部7處的約束)的整體模型，進(jìn)行彈性分析，計(jì)算構(gòu)造物的變形。[與現(xiàn)有技術(shù)的比較]作為比較，采用圖3所示的本實(shí)施例的分析對(duì)象，利用現(xiàn)有的熱彈塑性分析法、現(xiàn)有的固有應(yīng)變法、本發(fā)明的部分熱彈塑性分析法進(jìn)行分析，對(duì)于直到獲得分析結(jié)果的所有時(shí)間及分析精度，對(duì)三種方法進(jìn)行比較。在進(jìn)行現(xiàn)有的熱彈塑性分析時(shí)，利用本實(shí)施例的整體模型來實(shí)施。該模型的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)與圖7所示的本實(shí)施例中使用的整體模型相同。但是，由于現(xiàn)有的熱彈塑性分析對(duì)整體模型實(shí)施熱彈塑性分析，所以，在該整體模型中，同時(shí)包含溫度、應(yīng)力、應(yīng)變、變形量等作為熱彈塑性分析結(jié)果的信息。由于焊接是通過激光、電弧復(fù)合焊接由一道焊接進(jìn)行的，所以，熱源模型采用線狀高斯(Gaussian)熱源(相當(dāng)于激光熱源)和點(diǎn)狀高斯(Gaussian) 熱源(相當(dāng)于電弧熱源)的復(fù)合移動(dòng)熱源?？紤]到實(shí)際焊接條件及焊縫截面形狀來決定分析的熱量輸入條件。焊接時(shí)間和實(shí)際焊接相同，為90秒。在設(shè)定了上述分析模型及焊接條件(熱量輸入條件)之后，利用和本實(shí)施例所記載的所述局部模型4的熱彈塑性分析法同樣的分析方法，進(jìn)行整體模型的熱彈塑性分析 (下述步驟1 3)。在熱彈塑性分析步驟1中，實(shí)施熱分析。設(shè)定模擬實(shí)際焊接條件的熱量輸入條件， 設(shè)定微小的時(shí)間間隔對(duì)從焊接開始到完畢的過程進(jìn)行熱分析，計(jì)算接近于實(shí)際焊接的熱履歷。從而，作為分析結(jié)構(gòu)，獲得包含焊接部3及其附近的整體模型的溫度分布的履歷。在步驟2，設(shè)定可以模擬實(shí)際構(gòu)造物的約束的、成為焊接變形分析所必需的邊界條件的約束條件。與在本實(shí)施例中實(shí)施的整體模型的彈性分析時(shí)設(shè)定的約束條件一樣，對(duì)于屬于圖7所示的整體模型的端部7的節(jié)點(diǎn)41，設(shè)定X方向、Y方向、Z方向三個(gè)約束，對(duì)節(jié)點(diǎn) 42給予Y方向和Z方向的約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)43設(shè)定Z方向的約束。在步驟3，在設(shè)定了上述端部7的約束條件之后，將在熱彈塑性分析的步驟1中獲得的整體模型的熱履歷的分析結(jié)果作為輸入條件，實(shí)施非線性的熱彈塑性分析。通過實(shí)施， 獲得整體模型的應(yīng)變履歷和應(yīng)力履歷、或者各節(jié)點(diǎn)的位移履歷。由該位移履歷可以計(jì)算焊接構(gòu)造物的整體的變形。另外，在實(shí)施現(xiàn)有的固有應(yīng)變法時(shí)，首先，有必要利用熱彈塑性分析法計(jì)算焊接部 3及其附近的固有應(yīng)變分布。為此，采用在本實(shí)施例中使用的熱彈塑性分析的局部模型4的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。圖8是表示局部模型的圖示。該圖相當(dāng)于改變圖5所示的局部模型4的觀察點(diǎn)、 且網(wǎng)格結(jié)構(gòu)不同的圖示，表示局部模型4的端部8。分析所必需的熱量輸入條件也和本實(shí)施例一樣地設(shè)定，但是，對(duì)于約束條件，如圖 8所示，對(duì)于局部模型4和整體模型5的邊界部6的相反側(cè)的端部8設(shè)定適當(dāng)?shù)募s束。艮口， 對(duì)于端部8的節(jié)點(diǎn)81，設(shè)定X方向、Y方向、Z方向三個(gè)約束，對(duì)于端部8的節(jié)點(diǎn)82給予Y 方向和Z方向的約束，對(duì)于端部8的節(jié)點(diǎn)83設(shè)定Z方向的約束。設(shè)定約束條件之后，利用和所述局部模型的熱彈塑性分析法同樣的分析法，進(jìn)行局部模型4的熱彈塑性分析。結(jié)果，作為固有應(yīng)變，獲得焊接部3及其附近的溫度履歷、應(yīng)變履歷、應(yīng)力履歷等。其次，從上述結(jié)果中提取焊接附近的固有應(yīng)變，將該固有應(yīng)變賦予整體模型，所述整體模型包含有和圖7所示的本實(shí)施例中使用的整體模型同樣的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，并且，當(dāng)前處于在全部元素及節(jié)點(diǎn)上應(yīng)變、應(yīng)力、溫度等全部為零的狀態(tài)。在將上述固有應(yīng)變給予整體模型之后，設(shè)定整體模型的約束條件，進(jìn)行彈性分析。 約束條件的設(shè)定和本實(shí)施例一樣，如圖7所示，對(duì)于屬于整體模型的端部7的節(jié)點(diǎn)41，設(shè)定 X方向、Y方向、Z方向三個(gè)約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)42給予Y方向和Z方向的約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)43設(shè)定Z方向的約束。之后，進(jìn)行整體模型的彈性分析，計(jì)算整體的變形。圖9是本發(fā)明的焊接變形分析方法、現(xiàn)有的熱彈塑性法、現(xiàn)有的固體應(yīng)變法的分析時(shí)間及分析精度的比較表。變形量的分析精度最高的是現(xiàn)有技術(shù)的熱彈塑性分析法(用 “◎”表示)，在本發(fā)明的分析方法中，也比現(xiàn)有的固有應(yīng)變法(用“Δ”表示)更優(yōu)異的、獲得足夠的分析精度(用“〇”表示)。另一方面，對(duì)于分析時(shí)間，現(xiàn)有的熱彈塑性分析法最長(用“ X ”表示)，根據(jù)分析對(duì)象的不同，在很多情況下不能進(jìn)行分析。與此相對(duì)，本發(fā)明的分析方法比固有應(yīng)變法(用 “Δ”表示)，可以實(shí)現(xiàn)大幅度的縮短分析時(shí)間(用“〇”表示)。另外，本發(fā)明的分析方法， 由于不需要固有應(yīng)變的計(jì)算和整體模型的賦予工序，分析時(shí)間最短。[實(shí)施例2]其次，作為實(shí)施例2，說明將本實(shí)施方式的分析方法應(yīng)用于具體形狀確定的焊接構(gòu)造物的另外的情況。實(shí)施例2，是關(guān)于變更了實(shí)施例1的邊界部的約束條件的設(shè)定的情況的例子。本實(shí)施例的分析對(duì)象和實(shí)施例1中使用的對(duì)象相同，是圖3所示的管狀焊接構(gòu)造物。另外，關(guān)于分析方法，除與邊界部的約束條件的設(shè)定相關(guān)的處理之外，和實(shí)施例1同樣。 即，實(shí)施例2的分析方法包括首先利用生成網(wǎng)格的工序?qū)⒆鳛榉治鰧?duì)象的構(gòu)造物制成整體模型，將包含有熱彈塑性分析所必要的焊接部的局部模型從作為分析對(duì)象的彈性分析所必需的焊接構(gòu)造物的整體模型中提取出來的工序；不對(duì)所述局部模型的邊界部和整體模型的剩余部分的邊界部給予約束，對(duì)所述局部模型進(jìn)行熱彈塑性分析的工序；在所述局部模型的熱彈塑性分析工序結(jié)束之后，對(duì)于包含有通過熱彈塑性分析獲得的焊接完畢之后的最終的應(yīng)變分布和應(yīng)力分布的所述局部模型，在考慮到由于熱彈塑性分析引起的位移量的同時(shí)，將其粘貼到所述整體模型的剩余部分上，借此，再次構(gòu)筑整體模型的工序；通過進(jìn)行整體模型的彈性分析，求出構(gòu)造物的焊接變形和應(yīng)力的工序。
生成整體模型的網(wǎng)格的工序、提取熱彈塑性分析所必要的局部模型的工序、進(jìn)行局部模型的熱彈塑性分析的工序、以及進(jìn)行整體模型的彈性分析的工序這四個(gè)分析步驟， 與實(shí)施例1所示的步驟一致。但是，對(duì)于在局部模型的熱彈塑性分析時(shí)所必要的邊界部的約束條件的設(shè)定及整體模型的再次構(gòu)筑，與實(shí)施例1不同。在本實(shí)施例中，不約束局部模型的邊界部，但是，在進(jìn)行局部模型的熱彈塑性分析時(shí)，局部模型的端部受到約束。下面，參照?qǐng)D8說明局部模型的端部的約束的詳細(xì)情況。在本實(shí)施例中，圖8所示的局部模型4是從圖3所示的整體模型中提取的模型，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)和其整體模型的一部分相同。在設(shè)定本實(shí)施例的局部模型4的端部的約束條件時(shí)，如圖8所示，對(duì)于作為局部模型4的邊界部6的相反側(cè)的端面的端部8設(shè)定適當(dāng)?shù)募s束。例如，對(duì)于節(jié)點(diǎn)81，設(shè)定X方向、Y方向、Z方向三個(gè)約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)82給予Y方向和Z方向的約束，對(duì)于節(jié)點(diǎn)83設(shè)定Z 方向的約束。另外，在再次構(gòu)筑彈性分析所必需的整體模型時(shí)，將整體模型的剩余部分5貼到包含有熱彈塑性分析結(jié)果的局部模型4上。這是為了應(yīng)對(duì)這樣的現(xiàn)象即，在局部模型4的熱彈塑性分析時(shí)，對(duì)于局部模型4與整體模型的剩余部分5各自的邊界部不設(shè)定約束條件， 所以，在局部模型4的邊界部6的節(jié)點(diǎn)處發(fā)生位移。與整體模型的剩余部分的邊界部的節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)不一致。具體地說，使整體模型的剩余部分5移動(dòng)與通過熱彈塑性分析產(chǎn)生的位移量相當(dāng)?shù)牧?以抵消位移量)，進(jìn)行貼附。圖10是表示實(shí)施例2中的整體模型的再次構(gòu)筑的形式的圖示。如圖10所示，使實(shí)施局部模型4的熱彈塑性分析之前的整體模型的剩余部分5的邊界部61的節(jié)點(diǎn)移動(dòng)，使之與實(shí)施了熱彈塑性分析的局部模型4的邊界部6的節(jié)點(diǎn)吻合。盡管為了使上述整體模型的剩余部分5的邊界部61的節(jié)點(diǎn)與局部模型4的邊界部6的節(jié)點(diǎn)相一致要花費(fèi)相應(yīng)的時(shí)間，但是，由于該節(jié)點(diǎn)的吻合只限于邊界部61的節(jié)點(diǎn)，所以，與像現(xiàn)有的固有應(yīng)變法那樣將焊接部附近的龐大的節(jié)點(diǎn)的固有應(yīng)變賦予整體模型的剩余部分5的工序相比，可以大幅度縮短時(shí)間。另外，也可以和所述貼附相反，將局部模型4貼到整體模型的剩余部分5上，再次構(gòu)筑整體模型。通過使整體模型的剩余部分5的邊界部61的節(jié)點(diǎn)與局部模型4的邊界部6的節(jié)點(diǎn)相吻合，在再次構(gòu)筑整體模型之后，利用再次構(gòu)筑的整體模型，進(jìn)行彈性分析，計(jì)算焊接變形。利用實(shí)施例2的分析方法的分析時(shí)間和分析精度與圖9所示的比較表一樣?！犊偨Y(jié)》借助本實(shí)施方式，產(chǎn)生以下的效果。即，根據(jù)本實(shí)施方式的焊接變形分析，借助焊接附近的熱彈塑性分析，可以計(jì)算出殘留應(yīng)力和殘留應(yīng)變，并且，不進(jìn)行固有應(yīng)變的計(jì)算或測(cè)定、進(jìn)而不進(jìn)行將固有應(yīng)變賦予整體模型等工序，就可以進(jìn)行構(gòu)造物整體的彈性分析。從而，能夠短時(shí)間并且高精度地進(jìn)行大型焊接構(gòu)造物的變形預(yù)測(cè)。另外，如實(shí)施例2所示，即使是不對(duì)局部模型進(jìn)行約束時(shí)的焊接變形分析，也能夠短時(shí)間并且高精度地進(jìn)行大型焊接構(gòu)造物的變形預(yù)測(cè)?！镀渌?br> 12
另外，所述實(shí)施方式是適合于實(shí)施本發(fā)明的方式，但是，實(shí)施方式并不限定與此， 在不超出本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行種種變形。例如，在本實(shí)施方式中，對(duì)于采用三維分析模型的數(shù)值分析進(jìn)行了說明。但是，也可以采用一維或二維分析模型。另外，在本實(shí)施方式中，在提取局部模型時(shí)形成的局部模型的邊界部也可以形成兩個(gè)以上，也可以不沿著網(wǎng)格的面，而以與網(wǎng)格的面平行或者非平行地切斷網(wǎng)格的方式形成。在以切斷網(wǎng)格的方式形成的情況下，可以將通過該切斷形成的切斷面作為新的網(wǎng)格的另外，在本實(shí)施方式中，局部模型的邊界部作為從輸入部輸入的參數(shù)，由使用者指定。但是，在提取局部模型時(shí)，為了到達(dá)所希望的分析時(shí)間和所希望的分析精度，也可以采用能夠設(shè)定所述邊界部的程序。對(duì)于其它的硬件、軟件等具體的結(jié)構(gòu)，在不超出本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以適當(dāng)?shù)刈兏?。[工業(yè)上的利用可能性]本發(fā)明的焊接變形分析方法，不管形狀如何，在進(jìn)行大型焊接構(gòu)造物的焊接變形的分析時(shí)是有效的。[符號(hào)說明]1被焊接部2被焊接部3焊接部4局部模型5整體模型的剩余部分6邊界部100分析裝置110輸入部120輸出部130控制部140存儲(chǔ)部14ICAD 數(shù)據(jù)142模型生成·加工部143分析部144參數(shù)取得部
權(quán)利要求
1.一種焊接變形分析方法，該焊接變形分析方法為將焊接構(gòu)造物模型化以進(jìn)行數(shù)值分析的分析裝置的焊接變形分析方法，其特征在于，所述分析裝置的存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所述焊接構(gòu)造物的整體模型，所述焊接構(gòu)造物的整體模型是利用用于進(jìn)行所述數(shù)值分析的網(wǎng)格生成的，所述分析裝置的控制部進(jìn)行以下步驟從所述整體模型中提取局部模型的步驟，所述局部模型包含對(duì)應(yīng)于所述焊接構(gòu)造物的焊接部位的模型，約束構(gòu)成所提取的所述局部模型的與所述整體模型的剩余部分的邊界部的網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)的步驟，在所述局部模型中，進(jìn)行作為所述數(shù)值分析的熱彈塑性分析的步驟，將所述局部模型和所述整體模型的剩余部分合并，再次構(gòu)筑整體模型的步驟，在再次構(gòu)筑的整體模型中，解除所述約束，進(jìn)行作為所述數(shù)值分析的彈性分析，借此， 計(jì)算所述焊接構(gòu)造物的變形的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的焊接變形分析方法，其特征在于，用于所述整體模型的剩余部分的網(wǎng)格比用于所述局部模型的網(wǎng)格粗。
3.一種焊接變形分析方法，該焊接變形分析方法為將焊接構(gòu)造物模型化以進(jìn)行數(shù)值分析的分析裝置的焊接變形分析方法，其特征在于，所述分析裝置的存儲(chǔ)部存儲(chǔ)所述焊接構(gòu)造物的整體模型，所述焊接構(gòu)造物的整體模型是利用用于進(jìn)行所述數(shù)值分析的網(wǎng)格生成的，所述分析裝置的控制部進(jìn)行以下步驟從所述整體模型中提取局部模型的步驟，所述局部模型包含對(duì)應(yīng)于所述焊接構(gòu)造物的焊接部位的模型，在所述局部模型中，進(jìn)行作為所述數(shù)值分析的熱彈塑性分析的步驟，移動(dòng)所述局部模型或者所述整體模型的剩余部分，以便抵消由所述熱彈塑性分析在所述局部模型中產(chǎn)生的位移量，將所述局部模型和所述整體模型的剩余部分合并，再次構(gòu)筑整體模型的步驟，在再次構(gòu)筑的整體模型中，通過進(jìn)行作為所述數(shù)值分析的彈性分析，計(jì)算所述焊接構(gòu)造物的變形的步驟。
全文摘要
本發(fā)明的課題是兼顧在大型焊接構(gòu)造物的焊接變形預(yù)測(cè)中的計(jì)算精度的提高及計(jì)算時(shí)間的縮短。根據(jù)本發(fā)明，在生成網(wǎng)格，將作為分析對(duì)象的焊接構(gòu)造物模型化并進(jìn)行熱彈塑性分析的方法中，構(gòu)筑焊接構(gòu)造物的整體模型(S1)，從該整體模型中，提取出包含焊接部在內(nèi)的局部模型(S2)。其次，約束提取出來的局部模型與整體模型的剩余部分的邊界部(S3)，進(jìn)行熱彈塑性分析(S4)，將包含有熱彈塑性分析的分析結(jié)果的局部模型貼到整體模型的剩余部分上，再次構(gòu)筑整體模型(S5)。之后，解除邊界部的約束(S6)，進(jìn)行整體模型的彈性分析(S7)，由此計(jì)算焊接構(gòu)造物的變形。
文檔編號(hào)B23K31/00GK102152016SQ20111003660
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者張旭東 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所