1.一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,参数获取
获得生产薄壁铜管的母材,用母材焊接生产的薄壁铜管试样,以及焊接生产过程中的工艺参数;并测量薄壁铜管试样的显微硬度P1;
步骤2,仿真模型建立
根据步骤1获取的工艺参数,使用DEFORM建立薄壁铜管焊接生产过程的仿真模型;并确定模拟参数;
步骤3,模拟过程
利用步骤1中的母材,按照步骤2中的仿真模型进行焊接生产温度变化模拟,制得薄壁铜管试品;然后测量薄壁铜管试品的显微硬度P2;
步骤4,验证过程
设定显微硬度容差率δ定,比较步骤1中的显微硬度P1与步骤3中的显微硬度P2的误差δ,并将误差δ与显微硬度容差率δ定比较,若误差δ小于显微硬度容差率δ定,则证明步骤3中仿真模型和模拟参数准确;若误差δ大于显微硬度容差率δ定,则证明步骤3中仿真模型和/或模拟参数不准确。
2.根据权利要求1所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法,其特征在于,所述步骤1中测量薄壁铜管试样的显微硬度P1的具体过程为:在薄壁铜管试样上的测量点利用显微硬度计,载荷为200g,荷重保持时间为5s,测量并记录此位置的显微硬度值。
3.根据权利要求1所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法,其特征在于,所述步骤2中仿真模型的建立过程具体为:使用DEFORM对薄壁铜管焊接生产过程进行数值模拟,根据步骤1中的工艺参数,建立分析模型,然后建立物理环境,对材料性质进行设置,设置空间步长和时间步长,设定边界条件,施加载荷,对模型进行网格划分,进行求解,得到温度场并保存结果文件,在模型上确定测量点的位置,并提取该测量点的热循环曲线。
4.根据权利要求1所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法,其特征在于,所述步骤3的模拟过程具体为:利用步骤1中的母材,按照步骤2中仿真模型获得的热循环曲线,使用Gleeble热模拟机进行焊接生产过程中的温度变化模拟,制得薄壁铜管试品;然后测量薄壁铜管试品的显微硬度P2。
5.一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的建立方法,其特征在于,利用权利要求1-4任一项权利要求所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的验证方法,利用验证过程中误差δ与显微硬度容差率δ定比较,确定仿真模型以及仿真模型内的模拟参数;
其中,验证过程:若误差δ小于显微硬度容差率δ定,则证明仿真模型和/或模拟参数准确,完成仿真模型的建立;若误差δ大于显微硬度容差率δ定,则证明仿真模型和/或模拟参数不准确,然后进入调整过程;
调整过程:调整仿真模型和/或模拟参数;然后进入依次进行模拟过程、验证过程。
6.根据权利要求5所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的建立方法,其特征在于,对模拟参数的调整包括调整划分网格大小、空间步长大小和时间步长大小。
7.根据权利要求5或6所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的建立方法,其特征在于,其具体包括如下步骤:步骤1,获得生产薄壁铜管的母材,用母材焊接生产的薄壁铜管试样,以及焊接生产过程中的工艺参数;
步骤2,根据步骤1中的工艺参数,使用DEFORM对薄壁铜管焊接生产过程进行仿真,建立仿真模型,在仿真模型中对物理环境、材料性质进行设置,并设置空间步长和时间步长,设定边界条件,施加载荷,对模型进行网格划分;对仿真模型进行求解,得到温度场并保存结果文件,在模型上确定五个测量点的位置,分别记为点1、点2、点3、点4和点5,并分别提取该五个测量点的热循环曲线;
步骤3,根据步骤2仿真模型上确定的五个测量点的位置,在薄壁铜管试样上标出与五个测量点的位置相对应的五个点,分别标记为A、B、C、D、E五个位置,其中点1与A点对应,点2与B点对应,点3与C点对应,点4与D点对应,点5与E点对应,利用显微硬度计,载荷为200g,荷重保持时间为5s,测量并记录A、B、C、D、E五个位置的显微硬度值,分别作为点1、点2、点3、点
4和点5这五个测量点显微硬度的真实值;
步骤4,利用步骤1中的母材,使用Gleeble热模拟机进行焊接生产过程中的温度变化模拟,根据提取的五个测量点的热循环曲线,对五个母材试品进行加热和冷却到25℃完成五个薄壁铜管试品a、b、c、d、e的制作;五个薄壁铜管试品a、b、c、d、e加热的热循环曲线分别和点1、点2、点3、点4、点5相对应,完成加热过程后,使用与步骤3相同的方法,测量并记录该五个薄壁铜管试品各自的显微硬度值,分别作为点1、点2、点3、点4和点5这五个测量点显微硬度的模拟值;
步骤5,设显微硬度容差率δ定,将步骤3、步骤5测量的两组显微硬度数据进行对比,并计算两者的误差δ,如果误差δ小于设定的显微硬度容差率δ定,则认为在误差允许范围内,该数值模拟过程正确,则证明仿真模型和/或模拟参数准确,完成仿真模型的建立;如果不能满足误差δ小于设定的显微硬度容差率δ定,则修正步骤2过程中的仿真模型和/或模拟参数,然后重复步骤3-5,直至数值模拟过程正确,完成仿真模型的建立。
8.一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的应用,其特征在于,利用权利要求5-7任一项权利要求所述的一种薄壁铜管焊接生产过程中仿真模型的建立方法,建立仿真模型,选取理想的仿真结果,然后将相应的生产工艺参数应用于薄壁铜管焊接生产过程中。