CN117313272B - 燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备，涉及燃机排气管道设计的技术领域，包括：获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构；对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况；通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，确定目标焊接信息。本发明通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
Description
技术领域
本发明涉及燃机排气管道设计的技术领域，尤其是涉及一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备。
背景技术
目前，相关技术提出，在燃机排气管道设计领域中，部分结构件之间可以通过焊接的方式形成一体结构，但由于受到燃机排气管道内部高温气体的影响，该结构在应用过程中需要承受一定的力或者高温热冲击，当表面承受应力的过大或焊缝处受到高温热冲击超过可承受的范围，导致局部受热膨胀时，会使得存在焊缝的结构的局部应力过大，进而导致焊缝开裂，从而使结构的性能失效。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备，通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
第一方面，本发明实施例提供了一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法，方法包括：获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构；对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况；通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构。
在一种实施方式中，获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型的步骤，包括：根据结构件信息，建立各项结构件分别对应的一级结构件模型；根据实际使用需求，将各项一级结构件模型进行匹配连接，确定二级结构件模型；通过预设结构分析模型，对二级结构件模型中各项一级结构件模型的接触状态进行分析，确定焊缝结构；将焊缝结构与二级结构件模型结合，确定整体结构模型。
在一种实施方式中，在对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤之前，包括：针对整体结构模型进行模型预处理，将板面结构件间的接触设置为接触方式，并将板面结构件与焊缝结构间的接触设置为绑定方式后，针对整体结构模型进行网格划分处理，确定目标整体结构模型。
在一种实施方式中，对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤，包括：通过预设热力学仿真模型，对整体结构模型进行热力学分析处理，确定结构体中的温度变化信息；通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况。
在一种实施方式中，通过预设热力学仿真模型，对整体结构模型进行热力学分析处理，确定结构体中的温度变化信息的步骤，包括：根据目标整体结构模型的实际应用环境，对预设热力学仿真模型中模拟场景的初始温度信息、边界温度信息以及对流动换热边界信息进行调整，确定目标模拟场景；通过预设热力学仿真模型，对目标整体结构模型进行热力学分析处理，确定目标整体结构模型在目标模拟场景下的温度变化信息。
在一种实施方式中，通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤，包括：根据预设热力学仿真模型的目标模拟场景，设置预设结构强度仿真模型的约束条件；通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息和约束条件，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况，其中，受力情况包括瞬时应力。
在一种实施方式中，预设应力阈值包括：第一瞬时应力阈值和第二瞬时应力阈值，所述结构件包括：垫板和板壁面，所述垫板与所述板壁面通过所述焊缝结构连接，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构的步骤，包括：当瞬时应力不小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并在根据预设高度阈值，减少所述垫板的垫板厚度后，重新对焊缝结构进行强度分析；当瞬时应力不小于第一瞬时应力阈值，且小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并重新对焊缝结构进行强度分析；当瞬时应力小于第一瞬时应力阈值时，强度验证通过，将焊缝结构确定为目标焊缝结构。
第二方面，本发明实施例还提供一种燃机排气系统的焊缝结构设计装置，装置包括：模型建立模块，获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构；热应力分析模块，对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况；数据分析模块，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储有能够被处理器执行的计算机可执行指令，处理器执行计算机可执行指令以实现第一方面提供的任一项的方法。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现第一方面提供的任一项的方法。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备，该方法在获取燃机排气系统中的结构件信息后，利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，并对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构，本发明实施例可以通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例提供的一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种直边形焊缝结构的整体结构模型的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种弧线型焊缝结构的整体结构模型的示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种弧线型焊缝结构的整体结构模型的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种燃机排气系统的焊缝结构设计装置的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
目前，在燃机排气系统中，一个大型结构项目并非来自一个零件，若采用一体成型的结构有时几乎是不可能的或一体成型的成本极高，因此，需要将各种的零件组合在一起；在组装过程中，为了使整体结构组合体拥有更高的强度，会采用螺栓、铆接等方式进行组装，为了实现更高强度的结构体，则需要将零件通过焊接的方式成为一体结构；对于零件的焊接形式和焊接方式目前采取的是根据工程经验、焊接标准、试验应力拉伸来决定焊缝的焊接形式、厚度和焊接长度，但上述方法在实际生产中，由于遇到的零件并非是单一形式，面对非标准零件之间的焊接，以往的工程经验和焊接标准并不能针对性的解决工程应用，还会花费大量的时间和经费，此外，在应对呈线性的焊缝用于板与板之间的焊接时，若该板件结构用于接触高温，则会使得高温下产生热应力，进而导致焊缝开裂，随着应力的持续存在，焊缝深入的其余位置，开裂程度增大，使得焊性能下降甚至失效，基于此，本发明实施提供的燃机排气系统的焊缝结构设计方法、装置及电子设备，通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
参见图1所示的一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法的流程示意图，该方法主要包括以下步骤S102至步骤S106：
步骤S102，获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构结构件信息可以包括：焊缝结构所处排气系统的具体位置(如法兰边，支撑座等)，以及使用的材质和焊接形式，在一种实施方式中，若要将两个板状的结构件组成一个结构体，需要根据两个板材的结构形式，通过三维建模软件分别建立各自的结构件模型，然后将两者根据实际应用中的形式匹配在一起，此时，两个板材之间仍处于接触状态，对于采用的焊缝结构，需要通过建模的方式构建焊缝结构将两个板边缘有焊缝的位置固定在一起，此时三者构成整体结构模型。
步骤S104，对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况，在一种实施方式中，由于是燃机排气系统中的结构件，因此需要同时考虑表面承受应力的过大或焊缝结构处局部受热膨胀时产生焊缝开裂，在通过热力学仿真确定温度随时间的变化关系后，将温度变化信息与结构强度仿真结合，模拟整体结构模型在该状态下受到的热应力。
步骤S106，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构，在一种实施方式中，通过分析计算得到的计算结果，对比相关材质强度判定标准，判断材质是否满足实际运行工况需要，如果不满足实际需求，则调整焊接形式后，重新对受力情况和焊缝结构强度进行评估。
本发明实施例提供的上述燃机排气系统的焊缝结构设计方法，通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力，此外，与传统设计相比，本发明可以实现多维度工况考虑（例如，板厚和几何结构），确通过有限元分析可以模拟出更精确的应力数据，使计算结果更精确，且设计成本较低，设计效率较高。
本发明实施例还提供了一种燃机排气焊缝热应力问题的结构设计的实施方式，具体的参见如下（A）至（D）：
（A）根据结构件信息，建立各项结构件分别对应的一级结构件模型后，根据实际使用需求，将各项一级结构件模型进行匹配连接，确定二级结构件模型，通过预设结构分析模型，对二级结构件模型中各项一级结构件模型的接触状态进行分析，确定焊缝结构，并将焊缝结构与二级结构件模型结合，确定整体结构模型，在一种实施方式中，一级结构件模型为各个结构件单独的模型，二级结构件模型为根据实际应用中的形式将各个结构件匹配在一起时的模型，在一种实施方式中，通过预设结构分析模型，对二级结构件模型中各项一级结构件模型的接触状态进行分析确定的焊缝结构为基础焊缝结构，若后续应力测试不通过，则需要对焊缝结构进行调整后，重新构建模型并测量。
（B）在进行热力学分析处理和结构强度分析处理之前，针对整体结构模型进行模型预处理，确定目标整体结构模型，其中，模型预处理可以包括：将板面结构件间的接触设置为接触方式、板面结构件与焊缝结构间的接触设置为绑定方式后，针对整体结构模型进行网格划分处理，确定目标整体结构模型，在一种实施方式中，通过对模型进行网格划分，可以进行尺寸大小的调整以及网格之间的过渡。
（C）通过预设热力学仿真模型，对整体结构模型进行热力学分析处理，确定结构体中的温度变化信息，并通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤参见如下（a）至（b）：
（a）根据目标整体结构模型的实际应用环境，对预设热力学仿真模型中模拟场景的初始温度信息、边界温度信息以及对流动换热边界信息进行调整，确定目标模拟场景，并通过预设热力学仿真模型，对目标整体结构模型进行热力学分析处理，确定目标整体结构模型在目标模拟场景下的温度变化信息，在一种实施方式中，先依据模型使用的场景设置进行初始温度、边界温度以及对流动换热边界，并进行分析设置温度随时间的变化。
（b）根据预设热力学仿真模型的目标模拟场景，设置预设结构强度仿真模型的约束条件，并通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息和约束条件，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况，其中，受力情况包括瞬时应力，在一种实施方式中，焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构时，瞬时应力下降。
（D）预设应力阈值包括：第一瞬时应力阈值和第二瞬时应力阈值，通过数据分析模型对受力情况和预设应力阈值进行分析，确定目标焊缝结构，具体步骤参见如下（1）至（3）：
（1）当瞬时应力小于第一瞬时应力阈值时，强度验证通过，将焊缝结构确定为目标焊缝结构，在一种实施方式中，参见如图2所示的一种直边形焊缝结构的整体结构模型的示意图，焊缝结构在支撑板（垫板）与板壁面接触周圈，将两者连接在一起，若焊缝存在瞬时的应力小于第一阈值，则不需要进行调整，采用模型生成的基础的结构件和焊缝结构即可，此时，焊缝结构为直边形结构，且焊缝处垫板的厚度较厚。
（2）当瞬时应力不小于第一瞬时应力阈值，且小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并重新对焊缝结构进行强度分析。在一种实施方式中，参见图3所示的一种弧线型焊缝结构的整体结构模型的示意图，若焊缝存在瞬时的应力处于第一阈值和第二阈值之间，则将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构（将直边形的垫板修改为圆弧形），即可重新进行测试，不需要调整焊缝处垫板的厚度，此时，焊缝结构为弧线型，且焊缝处垫板的厚度较厚。
（3）当瞬时应力不小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并在根据预设高度阈值减少焊缝处垫板的厚度后，重新对焊缝结构进行强度分析，其中，第一瞬时应力阈值小于第二瞬时应力阈值，在一种实施方式中，参见图4所示的另一种弧线型焊缝结构的整体结构模型的示意图，可以通过修改垫板形状使焊缝结构由直边形变为圆弧形，并在减少垫板厚度后，重新对焊缝结构进行强度分析，在一种实施方式中，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构时，通过对边切除可节省钢结构件的原材料，且采用弧线形的焊缝对钢结构件进行焊接，需要将直边结构的钢板结构进行加工弧线形，与直边形相比，焊接长度会减小，此外，随着焊缝呈现平滑过渡，应力集中程度下降，可以增加结构的承受能力。
综上所述，本发明可以通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
对于前述实施例提供的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，本发明实施例提供了一种燃机排气系统的焊缝结构设计装置，参见图5所示的一种燃机排气系统的焊缝结构设计装置的结构示意图，该装置包括以下部分：
模型建立模块502，获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构；
热应力分析模块504，对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况；
数据分析模块506，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构。
本申请实施例提供的上述燃机排气系统的焊缝结构设计装置，通过多维度计算焊缝结构处应力，并根据应力计算结果调整焊缝形式，可以显著提升结构性能，并提高结构的承受能力。
一种实施方式中，在进行获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型的步骤时，上述模型建立模块502还用于：根据结构件信息，建立各项结构件分别对应的一级结构件模型；根据实际使用需求，将各项一级结构件模型进行匹配连接，确定二级结构件模型；通过预设结构分析模型，对二级结构件模型中各项一级结构件模型的接触状态进行分析，确定焊缝结构；将焊缝结构与二级结构件模型结合，确定整体结构模型。
一种实施方式中，在进行对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤之前，上述热应力分析模块504还用于：针对整体结构模型进行模型预处理，将板面结构件间的接触设置为接触方式，并将板面结构件与焊缝结构间的接触设置为绑定方式后，针对整体结构模型进行网格划分处理，确定目标整体结构模型。
一种实施方式中，在进行对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤时，上述热应力分析模块504还用于：通过预设热力学仿真模型，对整体结构模型进行热力学分析处理，确定结构体中的温度变化信息；通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况。
一种实施方式中，在进行通过预设热力学仿真模型，对整体结构模型进行热力学分析处理，确定结构体中的温度变化信息的步骤时，上述热应力分析模块504还用于：根据目标整体结构模型的实际应用环境，对预设热力学仿真模型中模拟场景的初始温度信息、边界温度信息以及对流动换热边界信息进行调整，确定目标模拟场景；通过预设热力学仿真模型，对目标整体结构模型进行热力学分析处理，确定目标整体结构模型在目标模拟场景下的温度变化信息。
一种实施方式中，在进行通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况的步骤时，上述热应力分析模块504还用于：根据预设热力学仿真模型的目标模拟场景，设置预设结构强度仿真模型的约束条件；通过预设结构强度仿真模型，基于温度变化信息和约束条件，对整体结构模型进行结构强度分析处理，确定结构体的受力情况，其中，受力情况包括瞬时应力。
一种实施方式中，预设应力阈值包括：第一瞬时应力阈值和第二瞬时应力阈值，所述结构件包括：垫板和板壁面，所述垫板与所述板壁面通过所述焊缝结构连接，在进行通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构的步骤时，上述数据分析模块506还用于：当瞬时应力不小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并在根据预设高度阈值，减少所述垫板的垫板厚度后，重新对焊缝结构进行强度分析；当瞬时应力不小于第一瞬时应力阈值，且小于第二瞬时应力阈值时，将焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并重新对焊缝结构进行强度分析；当瞬时应力小于第一瞬时应力阈值时，强度验证通过，将焊缝结构确定为目标焊缝结构。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明实施例提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法 。
图6为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备100包括：处理器60，存储器61，总线62和通信接口63，所述处理器60、通信接口63和存储器61通过总线62连接；处理器60用于执行存储器61中存储的可执行模块，例如计算机程序。
其中，存储器61可能包含高速随机存取存储器（RAM，Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatilememory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口63（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
总线62可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图6中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
其中，存储器61用于存储程序，所述处理器60在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器60中，或者由处理器60实现。
处理器60可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器60中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器60可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(NetworkProcessor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称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。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。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。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器61，处理器60读取存储器61中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本发明实施例所提供的可读存储介质的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见前述方法实施例，在此不再赘述。
所述功能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，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，电子设备，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，所述方法包括：
获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用所述结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，所述结构体为结构件焊接后的整体结构，所述结构件包括：垫板和板壁面，所述垫板与所述板壁面通过所述焊缝结构连接；
对所述整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定所述结构体的受力情况；
通过数据分析模型，基于所述受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构，其中，所述预设应力阈值包括：第一瞬时应力阈值和第二瞬时应力阈值；
其中，当瞬时应力不小于所述第二瞬时应力阈值时，将所述焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并在根据预设高度阈值，减少所述垫板的垫板厚度后，重新对所述焊缝结构进行强度分析；当所述瞬时应力不小于所述第一瞬时应力阈值，且小于所述第二瞬时应力阈值时，将所述焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并重新对所述焊缝结构进行强度分析；当所述瞬时应力小于所述第一瞬时应力阈值时，强度验证通过，将所述焊缝结构确定为所述目标焊缝结构。
2.根据权利要求1所述的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，所述获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用所述结构件信息建立结构体对应的整体结构模型的步骤，包括：
根据所述结构件信息，建立各项所述结构件分别对应的一级结构件模型；
根据实际使用需求，将各项所述一级结构件模型进行匹配连接，确定二级结构件模型；
通过预设结构分析模型，对所述二级结构件模型中各项所述一级结构件模型的接触状态进行分析，确定焊缝结构；
将所述焊缝结构与所述二级结构件模型结合，确定所述整体结构模型。
3.根据权利要求1所述的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，在所述对所述整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定所述结构体的受力情况的步骤之前，包括：
针对所述整体结构模型进行模型预处理，将板面结构件间的接触设置为接触方式，并将所述板面结构件与焊缝结构间的接触设置为绑定方式后，针对所述整体结构模型进行网格划分处理，确定目标整体结构模型。
4.根据权利要求1所述的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，所述对所述整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定所述结构体的受力情况的步骤，包括：
通过预设热力学仿真模型，对所述整体结构模型进行热力学分析处理，确定所述结构体中的温度变化信息；
通过预设结构强度仿真模型，基于所述温度变化信息，对所述整体结构模型进行结构强度分析处理，确定所述结构体的所述受力情况。
5.根据权利要求4所述的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，所述通过预设热力学仿真模型，对所述整体结构模型进行热力学分析处理，确定所述结构体中的温度变化信息的步骤，包括：
根据目标整体结构模型的实际应用环境，对预设热力学仿真模型中模拟场景的初始温度信息、边界温度信息以及对流动换热边界信息进行调整，确定目标模拟场景；
通过所述预设热力学仿真模型，对目标整体结构模型进行热力学分析处理，确定所述目标整体结构模型在所述目标模拟场景下的所述温度变化信息。
6.根据权利要求4所述的燃机排气系统的焊缝结构设计方法，其特征在于，所述通过预设结构强度仿真模型，基于所述温度变化信息，对所述整体结构模型进行结构强度分析处理，确定所述结构体的所述受力情况的步骤，包括：
根据所述预设热力学仿真模型的目标模拟场景，设置所述预设结构强度仿真模型的约束条件；
通过预设结构强度仿真模型，基于所述温度变化信息和所述约束条件，对所述整体结构模型进行结构强度分析处理，确定所述结构体的所述受力情况，其中，所述受力情况包括瞬时应力。
7.一种燃机排气系统的焊缝结构设计装置，其特征在于，所述装置包括：
模型建立模块，获取燃机排气系统中的结构件信息，并利用结构件信息建立结构体对应的整体结构模型，其中，结构体为结构件焊接后的整体结构，所述结构件包括：垫板和板壁面，所述垫板与所述板壁面通过所述焊缝结构连接；
热应力分析模块，对整体结构模型进行热力学分析处理和结构强度分析处理，确定结构体的受力情况；
数据分析模块，通过数据分析模型，基于受力情况和预设应力阈值，对焊缝结构的焊接形式进行调整，确定目标焊缝结构，其中，所述预设应力阈值包括：第一瞬时应力阈值和第二瞬时应力阈值；
其中，当瞬时应力不小于所述第二瞬时应力阈值时，将所述焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并在根据预设高度阈值，减少所述垫板的垫板厚度后，重新对所述焊缝结构进行强度分析；当所述瞬时应力不小于所述第一瞬时应力阈值，且小于所述第二瞬时应力阈值时，将所述焊缝结构的焊接形式由直边形焊缝结构切换为弧线型焊缝结构，并重新对所述焊缝结构进行强度分析；当所述瞬时应力小于所述第一瞬时应力阈值时，强度验证通过，将所述焊缝结构确定为所述目标焊缝结构。
8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有能够被所述处理器执行的计算机可执行指令，所述处理器执行所述计算机可执行指令以实现权利要求1至6任一项所述的方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被处理器调用和执行时，计算机可执行指令促使处理器实现权利要求1至6任一项所述的方法。
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