轻量化车用薄板点焊温度场数值模拟与其变形控制

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双相钢因具备较高强度与优良成型性能,成为汽车轻量化的优选材料之一。焊接顺序是影响焊后变形的主要因素,遗传算法具有全局搜索的能力是优化焊接顺序的有效方法。车用薄板是由平板冲压而成的,设其材质是DP590双相钢,其焊接质量也受焊接变形的影响。在单焊点做的热模拟分析的研究基础上,还用有限单元法求解了车用薄板的焊后温度场与变形量。以焊接变形量为目标函数编写了遗传算法程序,求得一个焊接顺序,这个焊接顺序是众多焊接顺序中对应的焊后变形最小的,具体工作内容如下。  就单个焊点使用有限元分析软件ANSYS,对车用薄板的点焊接头做了热分析,其中包括DP590-DP590等厚板接头,DP590-Q235等厚板接头,DP590-Q235非等厚板接头。并对DP590-DP590等厚板接头做了断电冷却过程分析。通过分析通电加热模拟结果获得了各种接头点焊的最优焊接参数,并证实了结果的合理性。通过DP590双相钢断电冷却结果分析,记录了冷却各时刻的温度数值。  对于多个焊点而言,根据焊接循环图与单焊点冷却时刻的温度数据,求得了焊件初始时刻的温度场。利用有限单元法将焊件离散后求得了焊件的焊后温度场与变形量。  就焊接顺序优化问题,将不同的焊接顺序作为初始种群的染色体,焊接变形量作为目标函数。在MATLAB软件平台上编制遗传算法程序,求解出焊接变形量最小的一组焊接顺序即最优焊接顺序3-5-2-6-1-4。
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