由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高。

一、項目分類

關鍵核心技術突破

二、成果簡介

由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高；同時有限元分析對網格模型的要求高，需要在保證計算精度的前提下保證計算效率，使用網格過渡技術，保證熱源影響大的區域使用精細的網格，熱源影響小的區域使用較粗的網格，從而達到相同網格條件下更精確地計算結果與更高的計算效率。例如《大型復材工裝焊接工藝研究》項目，針對大型復合材料結構件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進行研究，采用高效建模的手段對研究對象進行模擬分析，降低時間與材料等方面的成本。采用實驗與仿真并行，理論分析、實驗研究、仿真分析相結合的技術路線開展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數探索。

三、創新點及主要技術指標

創新點：參數化建模，縮短建模周期；采用非均勻過渡性網格以控制計算量，在保證計算精度的前 提下壓縮計算量，采用多 CPU 并行計算以提高計算效率。

技術指標：建模效率提高 30%，計算效率提高 30%。

四、知識產權及獲獎

論文10余篇，其中典型示例如下：

Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting  deposition of Invar alloy

Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy

專利：

基于精準能量分配的激光-電弧復合加工的能量分配系數模型的構建方法

一種焊接過程氣孔形成與演變的二維計算機模擬方法