一种波纹管生产的连续模拟方法与流程

    技术2025-12-21  9


    本发明涉及波纹管生产,具体涉及一种波纹管生产的连续模拟方法。


    背景技术:

    1、金属波纹管是一种薄壁、有环形波纹的管壳零件,既有弹性,又有密封特性,具有连接、补偿、传感、减震、密封等功能,广泛应用于机械、仪表、车辆、船舶、石油化工、航空航天、电力、核工业等许多领域。

    2、环形波纹管在经历多波成型和端波压波过程后,结构发生明显变形,构件中存在明显的残余应力,并遗留至后续焊接工艺中,一定程度上会导致焊接质量不佳,影响零件使用寿命。焊接过程中不均匀的热输入导致构件在焊缝及热影响区附近形成新的残余应力,与焊前的残余应力发生交互作用,焊接过程中的热应力会导致构件自由端发生明显的焊接变形,使焊缝的对接间隙发生变化,进而影响焊接质量。

    3、传统的有限元模拟往往基于零初始应力、理论几何模型,单独对焊接这个工艺进行模拟,未考虑前序工艺的残余应力,所得应力和变形结果往往偏离实际,对实际工程问题的指导价值不高。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是提供一种波纹管生产的连续模拟方法,以解决现有技术中的上述不足之处。

    2、为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

    3、一种波纹管生产的连续模拟方法,在压波、点焊、环焊步骤中进行工艺仿真,在工艺仿真过程中提供应力数据和变形数据并在各工艺间进行传递以实现连续处理,并将处理结果予以反馈。

    4、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,包括以下步骤:

    5、s1:建立环形波纹管端部压波工艺仿真模型,提取应力和变形数据,传递到下一道电阻点焊工艺;

    6、s2:建立电阻点焊工艺仿真模型,提取应力数据传递到下一道环缝焊接工艺;

    7、s3:建立环缝焊接工艺仿真模型,分析应力应变和变形结果。

    8、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述压波工艺中,通过压波模具和限位哈夫对波纹管进行端部压波,在所述点焊和环焊工艺中,通过接管与波纹管端头焊接。

    9、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,分别建立波纹管、压波模具、限位哈夫、接管和焊缝的几何模型,同时分别建立压波、点焊、环焊工艺有限元计算模型。

    10、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述压波有限元计算模型中,将压波模具和限位哈夫设置为刚体,将波纹管设置为变形体,将波纹管分段设置接触体。

    11、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述压波有限元计算模型中,将压波结束时的波纹管有限元网格模型和几何模型连同应力数据传递至点焊有限元计算模型中。

    12、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述点焊有限元计算模型中,在焊点位置设置圆柱热源并对焊点位置施加压力。

    13、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述点焊有限元计算模型中,将处理后的波纹管、焊缝、接管几何模型和对应的应力数据传递至环焊有限元计算模型中。

    14、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,在所述环焊有限元计算模型中,在焊缝处设置双椭球热源。

    15、上述的一种波纹管生产的连续模拟方法,提取所述环焊有限元计算模型中的应力数据并进行验证。

    16、在上述技术方案中,本发明提供的一种波纹管生产的连续模拟方法,分别建立压波、点焊、环焊工艺的仿真模型,开展多工艺连续模拟仿真,实现工艺间应力和变形数据的传递,得到更加符合实际的计算结果。



    技术特征:

    1.一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,

    2.根据权利要求1所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,包括以下步骤:

    3.根据权利要求1所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述压波工艺中,通过压波模具和限位哈夫对波纹管进行端部压波,在所述点焊和环焊工艺中,通过接管与波纹管端头焊接。

    4.根据权利要求3所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,分别建立波纹管、压波模具、限位哈夫、接管和焊缝的几何模型,同时分别建立压波、点焊、环焊工艺有限元计算模型。

    5.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述压波有限元计算模型中,将压波模具和限位哈夫设置为刚体,将波纹管设置为变形体,将波纹管分段设置接触体。

    6.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述压波有限元计算模型中,将压波结束时的波纹管有限元网格模型和几何模型连同应力数据传递至点焊有限元计算模型中。

    7.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述点焊有限元计算模型中,在焊点位置设置圆柱热源并对焊点位置施加压力。

    8.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述点焊有限元计算模型中,将处理后的波纹管、焊缝、接管几何模型和对应的应力数据传递至环焊有限元计算模型中。

    9.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,在所述环焊有限元计算模型中,在焊缝处设置双椭球热源。

    10.根据权利要求4所述的一种波纹管生产的连续模拟方法,其特征在于,提取所述环焊有限元计算模型中的应力数据并进行验证。


    技术总结
    本发明公开了一种波纹管生产的连续模拟方法,涉及波纹管生产技术领域,在压波、点焊、环焊步骤中进行工艺仿真,在工艺仿真过程中提供应力数据和变形数据并在各工艺间进行传递以实现连续处理,并将处理结果予以反馈。本发明提供的一种波纹管生产的连续模拟方法,分别建立压波、点焊、环焊工艺的仿真模型,开展多工艺连续模拟仿真,实现工艺间应力和变形数据的传递,得到更加符合实际的计算结果。

    技术研发人员:刘艳,王松月,翟明智,陈正标,梅鑫,石正军,吴毅然
    受保护的技术使用者:航天晨光股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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