CN110619188A - 一种焊接变形应力仿真方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接变形应力仿真方法、装置、设备以及计算机存储介质，方法包括:获取结构件的有限元模型；基于有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；将焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况，本发明能够实现大型复杂焊接结构件全流程变形应力快速建模和高精高效计算。
Description
技术领域
本发明涉及焊接数值模拟技术领域，具体而言，涉及一种焊接变形应力仿真方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
焊接工艺在航空航天，船舶，轨道车辆，汽车等行业领域的应用十分广泛，是众多国家高端、重大装备制造的核心关键工序。这些工业产品(运载火箭，巡航导弹，大型客机，航空母舰，高铁列车，汽车整车等)零部件的焊接结构通常具有几何尺寸巨大、形状十分复杂的特点，且工序繁多、生产条件多种多样。然而大型复杂结构焊接变形应力的准确快速预测和全流程仿真是焊接数值模拟领域的重大共性难题，传统的焊接全流程仿真对于实际影响因素过于简化，计算速度不能满足实际需要，仿真与实际研发生产严重脱节，难以满足当前我国先进装备焊接制造的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种焊接变形应力仿真方法、装置、设备及存储介质，能够实现大型复杂焊接结构件全流程变形应力快速建模和高精高效计算。
本发明较佳实施例提供了一种焊接变形应力仿真方法，包括:
获取结构件的有限元模型；
基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；
对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；
将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
优选地，所述获取结构件的有限元模型，具体包括：
基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度生成，包括焊缝区，热影响区以及热影响区；
基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型。
优选地，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息，具体为：
采用与所述结构件对应焊缝位置相匹配的工艺参数以及边界条件，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；其中，所述焊接残余塑性应变信息包括焊接残余塑性应变场、焊接接头的有限元模型信息以及焊接接头焊缝标志线和与其垂直的焊枪向量。
优选地，所述将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况，具体为：
获取结构件的焊缝标志线，将焊接残余塑性应变信息与每一条焊缝标志线进行匹配，并将匹配后的的焊缝标志线加载至所述焊接残余塑性应变信息中；
将加载有焊缝标志线的焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算所述结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
优选地，根据结构件的材料信息、组焊焊接顺序信息、组焊工装夹具信息、焊前预处理以及焊后矫形工艺信息，建立结构件全流程焊接工艺模型。
优选地，采用Inteweld软件或者开源可视化程序对计算完成后所获得的数据进行可视化处理。
本发明实施例还提供了一种焊接变形应力仿真装置，包括:
有限元模型获取单元，用于获取结构件的有限元模型；
局部焊接接头获取单元，用于基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；
焊接残余塑性应变信息获取单元，用于对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；
焊接应力变形获取单元，用于将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
优选地，所述获取结构件的有限元模型，具体包括：
几何区域获取单元，用于基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度形成的，包括焊缝区，热影响区以及热影响区；
网格划分单元，用于基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型。
优选地，焊接残余塑性应变信息获取单元，还用于：
采用与所述结构件对应焊缝位置相匹配的工艺参数以及边界条件，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；其中，所述焊接残余塑性应变信息包括焊接残余塑性应变场、焊接接头的有限元模型信息以及焊接接头焊缝标志线和与其垂直的焊枪向量。
优选地，焊接应力变形获取单元，具体包括：
焊缝标准线获取模块，用于获取结构件的焊缝标志线，将焊接残余塑性应变信息与每一条焊缝标志线进行匹配，并将匹配后的的焊缝标志线加载至所述焊接残余塑性应变信息中；
焊接应力变形获取模块，用于将加载有焊缝标志线的焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算所述结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
优选地，根据结构件的材料信息、组焊焊接顺序信息、组焊工装夹具信息、焊前预处理以及焊后矫形工艺信息，建立结构件全流程焊接工艺模型。
优选地，采用Inteweld软件或者开源可视化程序对计算完成后所获得的数据进行可视化处理。
本发明实施例还提供了一种焊接变形应力仿真设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如第一方面所述的焊接变形应力仿真方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的焊接变形应力仿真方法。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、本发明通过采用从局部到整体的思想，将结构件进行几何分析与处理，从中获取多个典型的局部焊接接头模型，并对每个局部焊接接头模型进行热弹塑性有限元分析，再提取分析结果导入结构件工艺模型进行计算。实现了复杂问题的化整为零，形成了全新的大型复杂结构建仿真方法与流程，解决了大型复杂焊接结构件变形应力难以建模和计算的问题，使得工程师和研发人员可以在焊接制造过程中开展相关仿真工作。
2、本发明极大地缩短了大型复杂焊接结构件的仿真分析时间，使得该方法能够与工程实际相结合，与生产制造相兼容，工程师和研发人员可以在既定的生产周期内快速的完成工艺仿真分析，提高了生产效率，同时有助于工艺难题的解决，进而降低生产成本。
3、本发明能够对不同焊接工艺、不同焊接结构、不同领域零部件进行全流程焊接变形应力数值模拟，能够考虑组焊工序，组焊工装夹具，焊前预处理和焊后处理等多种因素，具有很好的适用性和扩展性，支持工程师和研发人员在设计、研发、优化与制造等多环节进行仿真应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的焊接变形应力仿真方法的流程示意图。
图2为本发明实施例的机械手结构件有限元模型结构示意图。
图3为本发明实施例的机械结构件的局部焊接接头模型分类示意图
图4a、4b、4c为本发明实施例的焊接接头接头A、B、C模型的网格剖分示意图。
图5位本发明实施例的结构件的焊缝标志线模型示意图。
图6为本发明实施例的最终焊接残余变形云图计算结果示意图。
图7为本发明第二实施例提供的焊接变形应力仿真装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
请参阅图1至图5，本发明第一实施例提供了一种焊接变形应力仿真方法，其可由焊接变形应力仿真设备(以下简称仿真设备)来执行，特别的，由仿真确定设备内的一个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：
S101，获取结构件的有限元模型。
在本实施例中，在本实施例中，仿真设备首先获取预先建立的结构件的三维几何模型，然后基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域，然后基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度生成，包括焊缝区，热影响区以及热影响区，当然，需要说明的是，所述几何区域还可以包括焊缝缝附近的特殊环境条件区域，如夹具夹持区域，随焊冷却区域等。例如，如图2所示，机械手结构件的机械手尺寸：225mm*797mm*1599mm，最小板厚5mm，其为箱型结构，厚薄不均匀，各部分尺寸比例悬殊，采用的焊接工艺为自动化电弧焊，焊接速度380mm/min；电流220±5A(CLOOS)，220-250A(KUKA)；电压28-29V。基于机械手的几何模型，获取机械手的几何区域，然后对机械手结构件的的几何区域进行网格划分生成有限元模型(如图2)。其中，网格划分软件可为美国Altair公司的hypermesh；网格类型为四面体，网格数目约为400万，最小网格精度为2mm。为了便于理解，以下以机械手结构件有限元模型为例进行说明。
S102，基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型。
在本实施例中，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，对结构件的局部焊接接头模型进行分类。例如如图3所示，将机械手结构件的焊缝分为三种，从而得到三种局部焊接接头模型的类型：接头A、接头B以及接头C。
S103，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息。
在本实施例中，采用Inteweld焊接模拟软件对焊接接头模型进行热弹塑性有限元分析，以获得焊接残余塑性应变信息，可以理解的是，所述局部焊接接头热弹塑性有限元分析采用与所述结构件对应焊缝位置相匹配的工艺参数、边界条件以及焊接路径等，本发明，在此不再赘述。其中，所述Inteweld是一款焊接结构应力变形工艺仿真软件。例如，以焊接接头A模型为例，实体几何模型采用德国Siemens PLM Software公司的UG软件建立，随后进行网格划分，网格划分软件为美国Altair公司的hypermesh，网格数目约为18000，最小单元尺寸1mm。在Inteweld焊接模拟软件中输入与接头A模型对应的模型参数，包括工艺参数、焊接路径、边界条件和计算参数。所建立的三个接头的工艺模型如图4a(接头A模型)、4b(接头B模型)以及4c(接头C模型)所示。
其中，所述焊接残余塑性应变信息包括焊接残余塑性应变场、焊接接头的有限元模型信息以及焊接接头焊缝标志线和与其垂直的焊枪向量。
S104，将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
在本实施例中，根据结构件的材料信息、组焊焊接顺序信息、组焊工装夹具信息、焊前预处理以及焊后矫形工艺信息，建立结构件全流程焊接工艺模型。实现了对不同焊接工艺、不同焊接结构、不同领域零部件进行全流程焊接变形应力数值模拟，能够考虑组焊工序，组焊工装夹具，焊前预处理和焊后处理等多种因素，具有很好的适用性和扩展性，支持工程师和研发人员在设计、研发、优化与制造等多环节进行仿真应用。
在本实施例中，如图5所示，通过获取结构件的焊缝标志线，将焊接残余塑性应变信息与每一条焊缝标志线进行匹配(如图5)，并将匹配后的的焊缝标志线加载至所述焊接残余塑性应变信息中；然后将加载有焊缝标志线的焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算所述结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
其中，采用Inteweld软件或者开源可视化程序对求解完成后所获得的数据进行可视化处理，其焊接工艺完成后的最终残余变形云图如图6所示。采用C++语言编写了相应的物理场求解器，采用Inteweld软件或者开源可视化Paraview对模拟过程中对求解完成后所获得的数据进行可视化处理，并基于VTK和QT平台进行了可视化界面开发，以支持研究和工艺人员通过软件界面操作，对焊接制造中各种因素进行建模，并应用这一方法进行全流程焊接变形应力计算，为大型复杂焊接结构件研发、设计和优化提供重要的工具和手段。
综上，通过采用从局部到整体的思想，将结构件进行几何分析与处理，从中获取多个典型的局部焊接接头模型，并对每个局部焊接接头模型进行热弹塑性有限元分析，再提取分析结果导入结构件工艺模型进行计算。实现了复杂问题的化整为零，形成了全新的大型复杂结构建仿真方法与流程，解决了大型复杂焊接结构件变形应力难以建模和计算的问题，使得工程师和研发人员可以在焊接制造过程中开展相关仿真工作。同时，极大地缩短了大型复杂焊接结构件的仿真分析时间，使得该方法能够与工程实际相结合，与生产制造相兼容，工程师和研发人员可以在既定的生产周期内快速的完成工艺仿真分析，提高了生产效率，同时有助于工艺难题的解决，进而降低生产成本。
请参阅图7，本发明第二实施例提供了一种焊接变形应力仿真装置，包括：
有限元模型获取单元100，用于获取结构件的有限元模型；
局部焊接接头获取单元200，用于基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；
焊接残余塑性应变信息获取单元300，用于对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；
焊接应力变形获取单元400，用于将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
优选地，所述获取结构件的有限元模型，具体包括：
几何区域获取单元，用于基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度形成的，包括焊缝区，热影响区以及热影响区；
网格划分单元，用于基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型。
在上述实施例的基础上，在一个优选的实施例中，焊接残余塑性应变信息获取单元300，还用于：
采用与所述结构件对应焊缝位置相匹配的工艺参数以及边界条件，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；其中，所述焊接残余塑性应变信息包括焊接残余塑性应变场、焊接接头的有限元模型信息以及焊接接头焊缝标志线和与其垂直的焊枪向量。
在上述实施例的基础上，在一个优选的实施例中，焊接应力变形获取单元400，具体包括：
焊缝标准线获取模块，用于获取结构件的焊缝标志线，将焊接残余塑性应变信息与每一条焊缝标志线进行匹配，并将匹配后的的焊缝标志线加载至所述焊接残余塑性应变信息中；
焊接应力变形获取模块，用于将加载有焊缝标志线的焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算所述结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
在上述实施例的基础上，在一个优选的实施例中，根据结构件的材料信息、组焊焊接顺序信息、组焊工装夹具信息、焊前预处理以及焊后矫形工艺信息，建立结构件全流程焊接工艺模型。
在上述实施例的基础上，在一个优选的实施例中，采用Inteweld软件或者开源可视化程序对计算完成后所获得的数据进行可视化处理。
本发明实施例还提供了一种焊接变形应力仿真设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如第一方面所述的焊接变形应力仿真方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如上述所述的焊接变形应力仿真方法。
示例性地，本发明所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(APPlication Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述打印方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现文档打印方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现打印方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据用户终端的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现用户终端的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种焊接变形应力仿真方法，其特征在于，包括:
获取结构件的有限元模型；
基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；
对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；
将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
2.根据权利要求1所述的焊接变形应力仿真方法，其特征在于，所述获取结构件的有限元模型，具体包括：
基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度生成，包括焊缝区，热影响区以及热影响区；
基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型。
3.根据权利要求1所述焊接变形应力仿真方法，其特征在于，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息，具体为：
采用与所述结构件对应焊缝位置相匹配的工艺参数以及边界条件，对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；其中，所述焊接残余塑性应变信息包括焊接残余塑性应变场、焊接接头的有限元模型信息以及焊接接头焊缝标志线和与其垂直的焊枪向量。
4.根据权利要求3所述焊接变形应力仿真方法，其特征在于，所述将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况，具体为：
获取结构件的焊缝标志线，将焊接残余塑性应变信息与每一条焊缝标志线进行匹配，并将匹配后的的焊缝标志线加载至所述焊接残余塑性应变信息中；
将加载有焊缝标志线的焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算所述结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
5.根据权利要求3所述焊接变形应力仿真方法，其特征在于，根据结构件的材料信息、组焊焊接顺序信息、组焊工装夹具信息、焊前预处理以及焊后矫形工艺信息，建立结构件全流程焊接工艺模型。
6.根据权利要求1所述焊接变形应力仿真方法，其特征在于，采用Inteweld软件或者开源可视化程序对计算完成后所获得的数据进行可视化处理。
7.一种焊接变形应力仿真装置，其特征在于，包括:
有限元模型获取单元，用于获取结构件的有限元模型；
局部焊接接头获取单元，用于基于所述有限元模型，根据预先设定的焊接工艺类型和参数、焊缝附近的受力和环境条件、焊缝截面几何形状以及组焊工艺顺序，以获得多个局部焊接接头模型；
焊接残余塑性应变信息获取单元，用于对每个局部焊接接头模型分别进行热弹塑性有限元分析，以获得与每个局部焊接接头模型对应的焊接残余塑性应变信息；
焊接应力变形获取单元，用于将所述焊接残余塑性应变信息导入至预先建立的结构件全流程焊接工艺模型中，计算结构件的全流程焊接力学场，以获得结构件的全流程焊接应力变形情况。
8.根据权利要求7所述的焊接变形应力仿真方法，其特征在于，所述获取结构件的有限元模型，具体包括：
几何区域获取单元，用于基于结构件的焊缝位置，获取所述结构件的几何区域；其中，所述几何区域经由与焊缝垂直的几何图形沿焊缝拉伸一定长度形成的，包括焊缝区，热影响区以及热影响区；
网格划分单元，用于基于所述几何区域进行网格划分，以获取所述结构件的有限元模型。
9.一种焊接变形应力仿真设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任意一项所述的焊接变形应力仿真方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述的焊接变形应力仿真方法。
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