1.一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，以Abaqus软件为平台，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：几何模型的建立；

步骤S2：给模型赋予材料与截面属性；

步骤S3：对几何模型进行网格划分；

步骤S4：建立瞬态温度场分析步；

步骤S5：焊缝单元生死顺序控制；

步骤S6：solid单元与shell单元耦合；

步骤S7：添加热源载荷与边界条件；

步骤S8：提交分析，获得天然气管道在役温度场。

2.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：S11、根据焊缝的内径WIR、宽度WL、高度WH创建焊缝的三维几何模型，命名为：weld；

以2点坐标建立对称线line1，2个点的坐标分别为(0.0,‑WL/2),(0.0,WL/2)；采用圆心和2个边界点建立圆弧曲线curve1，圆心的坐标为center＝(WIR‑WL×WL/8/WH‑WH,0.0)，2个边界点的坐标为(WIR,WL/2)、(WIR,‑WL/2)；采用2点坐标创建直线line2，2个点的坐标为(WIR,WL/2)(WIR,‑WL/2)；所建立的直线line2和圆弧曲线curve1组成了封闭扇形，该封闭扇形绕对称线line1旋转360°，完成焊缝三维几何模型weld的建立；

S12、根据管道的外径OR、内径IR、长度L、焊缝宽度WL创建管道的三维几何模型，命名为：pipe；

采用2点坐标法建立矩形rectangle1，2个点的坐标分别为(OR，10×WL)、(IR，‑10×WL)；采用2点坐标建立对称线line3，2个点坐标为(0.0,10×WL)、(0.0,‑10×WL)；将所建立的矩形rectangle1绕对称线line3旋转360°，完成管道三维几何模型pipe的建立；

以xoz平面为基准，偏移距离WL/2建立平面Datum plane‑1、偏移距离‑WL/2建立平面Datum plane‑2、偏移距离5WL建立平面Datum plane‑3、偏移距离‑5WL建立平面Datum plane‑4；利用平面Datum plane‑1、Datum plane‑2、Datum plane‑3、Datum plane‑4切割管道几何模型，将管道分为焊缝区、邻近焊缝区、远离焊缝区；

S13、根据管道中径(OR+IR)/2、长度L创建pipe轴线一侧的管道壳模型，命名为：pipe‑s1；

以((OR+IR)/2，10×WL)为起点、((OR+IR)/2，L/2)为终点创建直线，所创建的直线绕y轴旋转建立管道壳模型pipe‑s1；

S14、根据管道中径(OR+IR)/2、长度L创建pipe轴线另一侧的管道壳模型，命名为：pipe‑s2；

以((OR+IR)/2，‑10×WL)为起点、((OR+IR)/2，‑L/2)为终点创建直线，所创建的直线绕y轴旋转建立管道壳模型pipe‑s2；

S15、将pipe、weld、pipe‑s1、pipe‑s2装配，形成装配体。

3.根据权利要求2所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：S21、创建材料material‑1，其属性参数包括热导率、密度、比热容；

S22、利用材料material‑1创建solid截面section‑1，将截面section‑1分别赋予给pipe、weld；

S23、利用材料material‑1创建shell截面section‑2，shell的厚度为管道的壁厚OR‑IR，在其厚度方向设置Sn个积分点，将截面section‑2赋予给pipe‑s1、pipe‑s2。

4.根据权利要求3所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S31、采用Hex_Dominated方法对pipe模型进行网格划分，管道圆周方向的网格数量为n_g_1＝2π×OR/v，n_g_1非整数时，需圆整，其中v为焊接速度；焊缝区域的轴向网格尺寸为

1.5～2.2mm，邻近焊缝区沿管道轴线方向的网格尺寸为2.5～3mm、远离焊缝区的网格尺寸5～8mm；管道厚道方向的网格尺寸为1.5～2.2mm；网格类型为8节点线性传热solid单元DC3D8；

S32、采用Hex_Dominated方法对weld模型进行网格划分，定义圆周方向的网格数量为n_f_1，且n_f_1与n_g_1相等；设置焊缝轴线方向的网尺寸为1.5～2.2mm，与管道焊缝区域的轴向网格尺寸相等；设置焊缝圆弧上的网格尺寸为1.5～2.2mm；网格类型为8节点线性传热solid单元DC3D8；

S33、采用Quad方法对pipe‑s1进行网格划分，圆周方向的网格数量定义为n_s1_1，且所述n_s1_1与n_g_1相等；轴线方向的网格尺寸为8～12mm；网格类型为4节点传热shell单元DS4；

S34、采用Quad方法对pipe‑s2进行网格划分，圆周方向的网格数量定义为n_s1_1，且所述n_s2_1与n_g_1相等；轴线方向的网格尺寸为8～12mm；网格类型为4节点传热shell单元DS4。

5.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S4具体是：基于步骤S3所建立的网格模型，建立n1+2个瞬态温度场分析步；其中，第一个分析步为稳态分析步，时间步长为time1；最后一个分析步为冷却分析步，时间步长为time2；其余分析步均为焊接分析步，且间步长为1s。

6.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S5包括以下步骤：S51、每个焊接分析步沿焊缝圆周方向激活1层焊缝网格，单层网格的数量为enum_x，第j个分析步应激活的起始单元编号为N_S＝enum_x*(j‑2)、终止单元编号为N_E＝enum_x*(j‑1)，将编号N_S至N_E的单元定义为单元集合W_(j‑1)，依次完成焊缝单元集合的创建，再将全部单元集合建成单元集合W，即单元集合W包含了所有单元集合W_(j‑1)；

S52、第1个分析步，即稳态分析步，将Model change方法中deactivated in this step选项作用于单元集合W，实现焊缝单元的全部杀死；

S53、自第2个分析步开始，将Model change、region方法中activated in this step选项作用单元集合W_(j‑1)，从而实现按照焊接过程的持续依次激活对应的焊缝单元集合。

7.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S6具体是：S61、将管道pipe两个端面的节点沿圆周方向依次建立节点集合，即在同一半径上的节点建为1个集合，y轴负方向一侧端面的节点集合依次命名为L‑i(i＝1,2,3,4……,N)，y轴正方向一侧端面的节点集合依次命名为R‑i(i＝1,2,3,4……,N)；将pipe‑s1与管道pipe节点L‑i(i＝1,2,3,4……,N)接触的shell单元节点创建为节点集合，依次命名LL‑i(i＝1,2,

3,4……,N)；将pipe‑s2与管道pipe节点R‑i(i＝1,2,3,4……,N)接触的shell单元节点创建为节点集合，依次命名RR‑i(i＝1,2,3,4……,N)；

S62、采用线性方程约束将pipe的solid单元节点自由度和pipe‑s1、pipe‑s2的shell单元的节点自由度进行耦合；管道pipe的solid单元节点与pipe‑s1的shell单元节点自由度的耦合表达式为：Equation(name＝EL‑i,terms＝((1.0,L‑i,11),(‑1.0,LL‑i,11),(‑1.0,LL‑i,12),(‑1.0,LL‑i,13),(‑1.0,LL‑i,14),……，(‑1.0,L‑i,LL‑i,Sn)))；管道pipe的solid单元节点与pipe‑s2的shell单元节点自由度的耦合表达式为：Equation(name＝ER‑i,terms＝((1.0,R‑i,11),(‑1.0,RR‑i,11),(‑1.0,RR‑i,12),(‑1.0,RR‑i,13),(‑1.0,RR‑i,14),……，(‑1.0,R‑i,RR‑i,Sn)))。

8.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S7包括以下步骤：S71、管道的外表面、焊缝的表面设置对流散、辐射散热条件，设置对流换热系数、环境温度、辐射率、绝对温度；

S72、管道的内表面设置对流、辐射散热条件，设置对流换热系数、管道介质温度、辐射率、绝对温度；

S73、给所有模型添加body heat flux用户自定义热载荷；

S74、给pipe、weld、pipe‑s1、pipe‑s2设置初始温度T0。

9.根据权利要求1所述的一种预测天然气管道在役焊接温度场的有限元建模方法，其特征在于，所述步骤S8具体是：基于步骤S1‑S7所建立的模型，创建job文件、选择热流程序对应的存储路径，提交job文件，求解获得天然气管道在役焊接过程及冷却过程的温度场。