CN116011199B - 基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法和系统。方法包括：进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域，基于不同子区域获得整体结构的弹性模量折减分布；调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。通过折减弹性模量确定焊接残余应力对构件屈曲承载力的影响，为提高结构刚度和结构疲劳寿命提供分析依据。
Description
技术领域
本发明属于建筑施工模拟分析技术领域，尤其涉及基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法和系统。
背景技术
焊接是建筑钢结构中最常采用的构件连接方法之一，相对于其它连接方法，有着明显优势。但是，焊接连接也会带来其它一些问题，其中最显著的缺点就是会给结构带来焊接残余应力，这会降低结构刚度及疲劳寿命。焊接过程会受到各种因素的影响，比如焊接速度、焊接电流、焊接电压及焊接顺序等。许多现有技术关于焊接顺序对焊接残余应力的影响进行研究，但是目前仍然较少考虑焊接残余应力对结构力学性能影响的研究。比如焊接箱型截面杆件，焊缝较多，残余应力较为明显；再比如单层网壳结构的稳定性，目前的理论研究都集中于结构的整体屈曲行为，基本都没有考虑焊接残余应力对构件屈曲承载力的影响。
因此，上述的现有技术确实有待提出更佳解决方案的必要性。
发明内容
本发明的目的是提供基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法和系统，通过折减弹性模量确定焊接残余应力对构件屈曲承载力的影响，为提高结构刚度和结构疲劳寿命提供分析依据。
本发明一方面提供了基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法，包括：
S1，进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；
S2，将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；
S3，基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；
S4，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域，基于不同子区域获得整体结构的弹性模量折减分布；
S5，基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。
优选的，所述S1所述焊接过程中电弧的热通量为高斯分布，表示为方程式(1)：
式中，q(r)表示到热源中心距离为r处的热通量(W/m2)，η表示总的热输入效率(％)，U表示电弧电压(V)，I表示焊接电流(A)，ra表示电弧热流量的分布参数(m)，r表示极坐标值。
优选的，所述S3包括：对于组成单元基本相似的结构只计算结构中的典型构件焊接残余应力，进而形成整体结构的焊接残余应力场；并将其可作为初始应力反复施加于结构计算。
优选的，所述组成单元基本相似的结构包括箱型截面单层网壳结构，组成单元为箱型截面杆件。
优选的，所述S4基于不同子区域获得整体结构的弹性模量折减分布包括：基于不同子区域计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
优选的，所述S4包括：
S41，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；
S42，基于不同子区域计算横截面残余应力影响的屈服强度调整；
S43，基于不同子区域计算横截面残余应力影响刚度折减系数；
S44，基于不同子区域计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数。
优选的，所述S44包括：对于箱型构件，根据构件在轴力和弯矩作用下的受力平衡状态，可得到式(2)和式(3)：
4α1Eε6A1+8α2Eε7A2+4α3Eε8A5＝F (3)
式中α1,α2和α3为考虑焊接残余应力以后的弹性模量折减系数；E是钢材弹性模量；B和H是横截面的宽度和长度；t是箱型构件所用钢板厚度；Ai是不同子区域面积，取值分别为：A1＝(B-8t)t,A2＝2t2,A3＝2t2,A4＝t2,A5＝3t2；εi表示轴力或弯矩作用下，子区域Ai位置的平均应变，取值分别为， θ＝M/E'I，E'是考虑焊接残余应力以后箱型构件的等效弹性模量；M和F分别表示箱型构件所受弯矩和轴力；将各变量代入式(2)和(3)可得到式(4)和(5)：
E'A/EA＝4α1A1/A+8α2A2/A+4α3A5/A (5)
将刚度折减系数分别代入式(4)和(5)可得式(6)：
进而可得各材料弹性模量折减系数分别为α1＝1，α2＝1.02，α3＝0.1；
S45，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
本发明的第二方面提供一种基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟系统，包括：
热力学分析模块(101)，用于进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；
第一焊接残余应力场模块(102)，用于将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；
第二焊接残余应力场模块(103)，用于基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；
子区域划分模块(104)，用于基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；
计算模块(105)，用于计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
模拟模块(106)，用于基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的电子设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现本发明第一方面实施例所述的方法。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的方法。
本发明提供的方法、系统以及电子设备，具有如下有益的技术效果：
通过折减弹性模量确定焊接残余应力对构件屈曲承载力的影响，为提高结构刚度和结构疲劳寿命提供分析依据。
附图说明
图1为根据本发明优选实施例示出的基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法流程图；
图2为根据本发明优选实施例示出的箱型构件结构示意图；
图3为根据本发明优选实施例示出的箱型构件横截面焊接残余应力分布示意图；
图4为根据本发明优选实施例示出的横截面不同材料分布示意图；
图5为根据本发明优选实施例示出的横截面子区域划分示意图；
图6为根据本发明优选实施例示出的基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟系统结构示意图；
图7为根据本发明优选实施例的电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
参见图1，本实施例提供基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法，包括：
S1，在有限元模拟分析中，为了精确的模拟焊接箱型构件的拉伸、受压、弯曲及受扭条件下的力学性能，首先进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程。
热源模型是焊接过程数值模拟输入参数中最关键的一个。电弧的热通量通常为高斯分布，可表示为方程式(1)，高斯分布热源模型是最常用的热源模型之一，对于常用的焊接方法，例如电弧焊，钨极氩弧焊可以实现满意的精确度。
式中，q(r)表示到热源中心距离为r处的热通量(W/m2)，η表示总的热输入效率(％)，U表示电弧电压(V)，I表示焊接电流(A)，ra表示电弧热流量的分布参数(m)，r表示极坐标值。
S2，将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场。
如图2-3所示，本实施例中，由四块钢板通过焊接而成的箱型构件，具有四条沿轴线方向的焊缝。其中图2表示箱型构件的结构，图3表示箱型构件横截面焊接残余应力分布示意图。
S3，基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场。
鉴于构件的热力学分析将花费大量的计算资源，对于组成单元基本相似的结构(比如箱型截面单层网壳结构，组成单元为箱型截面杆件)，只计算结构中的典型构件焊接残余应力(例如，箱型截面单层网壳结构中的箱型截面杆件)，进而形成整体结构的焊接残余应力场；并将其可作为初始应力反复施加于结构计算，而无需反复进行热弹塑性力学分析计算。
S4，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域，不同子区域由于焊接残余应力不同将致使各子区域的材料刚度和屈服强度发生变化，因此计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
作为优选的实施方式，所述S4包括：
S41，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；如图3所示截面，划分为3类18个子区域如图4-5所示，其中，截面宽度B＝0.7m、截面高度H＝0.7m，截面壁厚t＝0.03m。
S42，基于不同子区域计算横截面残余应力影响的屈服强度调整；
本实施例中，如图4所示，Mat3位于横截面的角部区域，对于Mat 3和Mat2所在区域，平均轴向焊接残余应力分别为100MPa和-100MPa，由于Mat 1的平均焊接残余应力要比材料2和材料3小的多，因此将材料1所在区域的焊接残余应力忽略。该示例采用的是Q345钢材，因此，在受拉情况下，Mat1、2和3的屈服强度分别为345MPa,245MPa和545MPa；在受压情况下Mat1、2和3的屈服强度分别为345MPa,545MPa和245MP。
S43，基于不同子区域计算横截面残余应力影响刚度折减系数。
本实施例中，如图4所示，计算考虑焊接残余应力后的轴力、弯矩和扭矩作用下的荷载位移关系，得到其刚度折减系数分别为0.9，0.88和0.96。由于扭转刚度主要受剪切模量的影响，受残余应力影响较小，因此可忽略焊接残余应力对扭转刚度的影响。
S44，基于不同子区域计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数。
本实施例中，根据箱型构件在轴力和弯矩作用下的受力平衡状态，可得到式(2)和式(3)。
4α1Eε6A1+8α2Eε7A2+4α3Eε8A5＝F (3)
式中α1,α2和α3为考虑焊接残余应力以后的弹性模量折减系数；E是钢材弹性模量；B和H是横截面的宽度和长度；t是箱型构件所用钢板厚度；Ai是不同子区域面积，本工程实施例中取值分别为：A1＝(B-8t)t,A2＝2t2,A3＝2t2,
A4＝t2,A5＝3t2；εi表示轴力或弯矩作用下，子区域Ai位置的平均应变，取值分别为，θ＝M/E'I，E'是考虑焊接残余应力以后箱型构件的等效弹性模量；M和F分别表示箱型构件所受弯矩和轴力。
将各变量代入式(2)和(3)可得到式(4)和(5)。
E'A/EA＝4α1A1/A+8α2A2/A+4α3A5/A (5)
将刚度折减系数分别代入式(4)和(5)可得式(6)：
进而可得各材料弹性模量折减系数分别为α1＝1，α2＝1.02，α3＝0.1。
S45，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
S5，基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。
本方法的工作原理：
在有限元模拟分析中，为了精确的模拟焊接箱型构件的拉伸、受压、弯曲及受扭条件下的力学性能，首先进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场变化历程。热源模型是焊接过程数值模拟输入参数中最关键的一个。电弧的热通量通常为高斯分布，高斯分布热源模型是最常用的热源模型之一，对于常用的焊接方法它可以实现满意的精确度，例如电弧焊，钨极氩弧焊。然后将温度计算结果作为力学分析的体荷载，进而得到焊接残余应力场。鉴于构件的热力学分析将花费大量的计算资源，对于组成单元基本相似的结构(比如箱型截面单层网壳结构，组成单元为箱型截面杆件)，只计算结构中的典型构件焊接残余应力(比如箱型截面单层网壳结构中的箱型截面杆件)，进而形成整体结构的焊接残余应力场。并将其可作为初始应力反复施加于结构计算，而无需反复进行热弹塑性力学分析计算。根据焊接残余应力分布特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域，不同子区域由于焊接残余应力不同将致使各子区域的材料刚度和屈服强度发生变化，进一步计算其弹性模量折减情况。据此形成整体结构的弹性模量折减分布。选用调整折减后材料屈服强度和弹性模量，分析结构稳定。
实施例二
参见图6所示，提供一种基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟系统，包括：
热力学分析模块101，用于进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；
第一焊接残余应力场模块102，用于将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；
第二焊接残余应力场模块103，用于基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；
子区域划分模块104，用于基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；
计算模块105，用于计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布；
模拟模块106，用于基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。
根据本发明实施例的系统，下面参考图7，其示出了适于用来实现本发明实施例的电子设备(例如图1中的终端设备或服务器)400的结构示意图。本发明实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图6示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图6所示，电子设备400可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)401，其可以根据存储在只读存储器(ROM)402中的程序或者从存储装置408加载到随机访问存储器(RAM)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 403中，还存储有电子设备400操作所需的各种程序和数据。处理装置401、ROM 402以及RAM 403通过总线504彼此相连。输入/输出(I/O)接口405也连接至总线404。
通常，以下装置可以连接至I/O接口405：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、摄像头、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置406；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置407；包括例如磁带、硬盘等的存储装置408；以及通信装置409。通信装置409可以允许电子设备400与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图6示出了具有各种装置的电子设备400，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的装置。可以替代地实施或具备更多或更少的装置。
特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在非暂态计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置409从网络上被下载和安装，或者从存储装置408被安装，或者从ROM402被安装。在该计算机程序被处理装置401执行时，执行本发明实施例的方法中限定的上述功能。
需要说明的是，本发明上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(HyperText TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括但不限于面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，第一获取单元还可以被描述为“获取至少两个网际协议地址的单元”。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本发明的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
以上描述仅为本发明的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
此外，虽然采用特定次序描绘了各操作，但是这不应当理解为要求这些操作以所示出的特定次序或以顺序次序执行来执行。在一定环境下，多任务和并行处理可能是有利的。同样地，虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本发明的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实施例中。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实施例中。
Claims (4)
1.基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟方法，其特征在于，包括：
S1，进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；
S2，将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；
S3，基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；
S4，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域，基于不同子区域获得整体结构的弹性模量折减分布；
S5，基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟；
所述S1所述焊接过程中电弧的热通量为高斯分布，表示为方程式(1)：
式中，q(r)表示到热源中心距离为r处的热通量，W/m2，η表示总的热输入效率，％，U表示电弧电压，V，I表示焊接电流，A，ra表示电弧热流量的分布参数，m，r表示极坐标值；
所述S3包括：对于组成单元基本相似的结构只计算结构中的典型构件焊接残余应力，进而形成整体结构的焊接残余应力场；并将其可作为初始应力反复施加于结构计算；
所述组成单元基本相似的结构包括箱型截面单层网壳结构，组成单元为箱型截面杆件；
所述S4基于不同子区域获得整体结构的弹性模量折减分布包括：基于不同子区域计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布；
所述S4包括：
S41，基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；
S42，基于不同子区域计算横截面残余应力影响的屈服强度调整；
S43，基于不同子区域计算横截面残余应力影响刚度折减系数；
S44，基于不同子区域计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数；
所述S44包括：对于箱型构件，根据构件在轴力和弯矩作用下的受力平衡状态，可得到式(2)和式(3)：
4α1Eε6A1+8α2Eε7A2+4α3Eε8A5＝F (3)
式中α1,α2和α3为考虑焊接残余应力以后的弹性模量折减系数；E是钢材弹性模量；B和H是横截面的宽度和长度；t是箱型构件所用钢板厚度；Aj是不同子区域面积，取值分别为：A1＝(B-8t)t,A2＝2t2,A3＝2t2,A4＝t2,A5＝3t2；εi表示轴力或弯矩作用下，子区域Aj位置的平均应变，取值分别为， θ＝M/E'I，E'是考虑焊接残余应力以后箱型构件的等效弹性模量；M和F分别表示箱型构件所受弯矩和轴力；将各变量代入式(2)和(3)可得到式(4)和(5)：
E'A/EA＝4α1A1/A+8α2A2/A+4α3A5/A (5)
将刚度折减系数分别代入式(4)和(5)可得式(6)：
进而可得各材料弹性模量折减系数分别为α1＝1，α2＝1.02，α3＝0.1；
S45，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布。
2.一种基于弹性模量折减的残余应力影响分析及模拟系统，用于实施如权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
热力学分析模块(101)，用于进行热学分析，获得焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程；
第一焊接残余应力场模块(102)，用于将焊接过程中构件的温度场分布以及温度场的变化过程作为力学分析的体荷载，施加到构件得到焊接残余应力场；
第二焊接残余应力场模块(103)，用于基于典型构件的焊接残余应力分布形成整体结构的焊接残余应力场；
子区域划分模块(104)，用于基于焊接残余应力分布的特征，将选取的典型构件横截面划分为不同的子区域；
计算模块(105)，用于计算横截面残余应力影响的屈服强度调整和横截面残余应力影响刚度折减系数，并进一步计算残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数，根据残余应力影响下横截面各子区域的材料弹性模量折减系数形成整体结构的弹性模量折减分布；
模拟模块(106)，用于基于整体结构的弹性模量折减分布调整折减后材料屈服强度和弹性模量，进行整体结构力学及稳定性的分析计算和模拟。
3.一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1所述的方法。
4.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1所述的方法。
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