一种焊接结构件变形仿真方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种焊接结构件变形仿真方法、装置、设备及存储介质，方法包括：获取结构件的焊接接头有限元模型及结构件的有限元模型；对焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头局部坐标系下的焊接残余塑性应变；将焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其焊接塑性应变分布于在全局坐标系下的预定平面；获取焊接接头有限元模型及结构件的有限元模型在预定平面的投影信息，并根据投影信息在预定平面上形成计算区域；根据在预定平面上的焊接塑性应变在计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，能够准确的预测大型复杂结构件的变形，为实际中的结构件提供设计和优化参考。

权利要求

1.一种焊接结构件变形仿真方法，其特征在于，包括：获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型；

对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头局部坐标系下的焊接残余塑性应变；

将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐标系下的预定平面；所述预定平面为结构件焊缝垂面；

获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域，具体为：基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域；

基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个子区域；

根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况,具体为:对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值；

根据所述子区域的积分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变，以预测结构件的变形情况。

2.根据权利要求1所述的焊接结构件变形仿真方法，其特征在于，在所述获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件有限元模型的步骤之前，还包括：获取预先建立的结构件的三维几何模型；

根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型；

根据所述焊接接头几何模型进行网络划分，生成焊接接头有限元模型；

根据所述结构件的三维几何模型进行网络划分，生成结构件有限元模型。

3.根据权利要求1所述的焊接结构件变形仿真方法，其特征在于，将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变，具体为：将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变从焊接接头焊缝坐标系变换至结构件焊缝坐标系，以获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，焊缝坐标系是基于焊缝标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所建立的笛卡尔坐标系。

4.根据权利要求1所述的焊接结构件变形仿真方法，其特征在于，还包括：采用Inteweld软件或者开源可视化程序对映射完成后所获得的数据进行可视化处理。

5.一种焊接结构件变形仿真装置，其特征在于，包括：有限元模型获取单元，用于获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型；

焊接残余塑性应变获取单元，用于对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变；

坐标变换单元，用于将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐标系下的预定平面；所述预定平面为结构件焊缝垂面；

计算区域获取单元，用于获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域，所述计算区域获取单元具体用于基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域；

基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个子区域；

变形情况预测单元，用于根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况,所述变形情况预测单元具体用于对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值；

根据所述子区域的积分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变，以预测结构件的变形情况。

6.根据权利要求5所述的焊接结构件变形仿真装置，其特征在于，还包括：三维几何模型获取单元，用于获取预先建立的结构件的三维几何模型；

焊接接头几何模型获取单元，用于根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型；

第一生成单元，用于根据所述焊接接头几何模型进行网络划分，生成焊接接头有限元模型；

第二生成单元，用于根据所述结构件的三维几何模型进行网络划分，生成结构件有限元模型。

7.一种焊接结构件变形仿真设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现如权利要求1至4任意一项所述的焊接结构件变形仿真方法。

8.一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包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行如权利要求1至4任意一项所述的焊接结构件变形仿真方法。

说明书

一种焊接结构件变形仿真方法、装置、设备及存储介质

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接数值模拟应用领域，尤其涉及一种焊接结构件变形仿真方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术

[0002] 焊接是制造业中非常重要而关键的领域，大型复杂结构件的焊接是工程中的前沿课题之一。在大型复杂结构件的焊接中，往往存在焊接变形难预测，难控制，难矫正等问题。
大型复杂结构件焊接变形仿真技术可以从设计端到优化端解决上述问题，并提供数字化的
解决方案。然而，大型复杂焊接结构件变形仿真计算量巨大，计算精度难以保证。其计算的
精度和效率完全取决于核心的算法和求解技术。目前，以固有应变算法为核心的求解技术
精度有限，模拟变形形式过于单一，仅能计算焊接收缩变形和角变形，基于热‑弹塑性理论
的求解方法计算量巨大，计算时间难以忍受，使得超大型超复杂焊接结构变形仿真仍缺乏
核心算法。

发明内容

[0003] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种焊接结构件变形仿真方法、装置、设备以及存储介质，使得整体结构件大量的计算化整为零，避免了对大量的网格进行复杂的非
线性计算，极大地提升了大型复杂结构件焊接变形仿真的速度，并准确的预测大型复杂结
构件的变形，为实际中的结构件提供设计和优化参考。

[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种焊接结构件变形仿真方法，包括：

[0005] 获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型；

[0006] 对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变；

[0007] 将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐标系下的预定平面；所
述预定平面为结构件焊缝垂面；

[0008] 获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域；

[0009] 根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0010] 优选地，在所述获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件有限元模型的步骤之前，还包括：

[0011] 获取预先建立的结构件的三维几何模型；

[0012] 根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型；

[0013] 根据所述焊接接头几何模型进行网络划分，生成焊接接头有限元模型；

[0014] 根据所述结构件的三维几何模型进行网络划分，生成结构件有限元模型；。

[0015] 优选地，将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变，具体为：

[0016] 将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变从焊接接头焊缝坐标系变换至结构件焊缝坐标系，以获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，焊缝坐标系是基于焊缝
标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所建立的笛卡尔坐标系。

[0017] 优选地，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐标系下的预定平面，则获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面投影信息，并根据所述投影信息
在所述预定平面上形成计算区域，具体为：

[0018] 基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域；

[0019] 基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个子区域。

[0020] 优选地，根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况，具体为；

[0021] 对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值；

[0022] 根据所述子区域的积分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0023] 优选地，还包括：

[0024] 采用Inteweld软件或者开源可视化程序对映射完成后所获得的数据进行可视化处理。

[0025] 本发明实施例还提供了一种焊接结构件变形仿真方法装置，包括：

[0026] 有限元模型获取单元，用于获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型；

[0027] 焊接残余塑性应变获取单元，用于对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变；

[0028] 坐标变换单元，用于将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐
标系下的预定平面；所述预定平面为结构件焊缝垂面；

[0029] 计算区域获取单元，用于获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域；

[0030] 变形情况预测单元，用于根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0031] 优选地，还包括：

[0032] 三维几何模型获取单元，用于获取预先建立的结构件的三维几何模型；

[0033] 焊接接头几何模型获取单元，用于根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型；

[0034] 第一生成单元，用于根据所述焊接接头几何模型进行网络划分，生成焊接接头有限元模型；

[0035] 第二生成单元，用于根据所述结构件的三维几何模型进行网络划分，生成结构件有限元模型。

[0036] 优选地，坐标变换单元，具体用于：

[0037] 将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变从焊接接头焊缝坐标系变换至结构件焊缝坐标系，以获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，焊缝坐标系是基于焊缝
标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所建立的笛卡尔坐标系。

[0038] 优选地，计算区域获得单元，具体包括：

[0039] 母区域获取模块，用于基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域；

[0040] 计算区域形成模块，用于基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个
子区域。

[0041] 优选地，变形情况预测单元，具体包括；

[0042] 积分求和模块，用于对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值；

[0043] 积分反求模块，用于根据所述子区域的积分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0044] 优选地，还包括：

[0045] 采用Inteweld软件或者开源可视化程序对映射完成后所获得的数据进行可视化处理。

[0046] 第三方面，本发明实施例还提供了一种焊接结构件变形仿真方法设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执
行以实现如第一方面所述的焊接结构件变形仿真方法。

[0047] 第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储
介质所在设备执行如上述所述的焊接结构件变形仿真方法。

[0048] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：

[0049] 在上述一实施例中，采用Local‑Global的思想，将局部焊接接头在热‑弹塑性有限元分析后获得的焊接残余塑性应变快速映射至大型结构件的全局坐标系中，使得整体结构
件大量的计算化整为零，避免了对大量的网格进行复杂的非线性计算，极大地提升了大型
复杂结构件焊接变形仿真的速度，并最大程度的还原了原始塑性应变的信息，为准确的预
测大型复杂焊接结构件变形提供了最重要的保证，为设计和优化工艺参数提供参考。

附图说明

[0050] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。

[0051] 图1是本发明第一实施例提供的焊接结构件变形仿真方法的流程示意图。

[0052] 图2是本发明实施例提供的焊接接头的焊缝标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所建立的焊缝坐标系的结构示意图。

[0053] 图3本发明实施例的焊接接头焊缝坐标系，结构件焊缝坐标系和全局坐标系的关系示意图。

[0054] 图4为本发明实施例基于焊接接头有限元模型的第一投影信息的投影示意图。

[0055] 图5为本发明实施例的结构件有限元模型的第二投影信息的投影示意图。

[0056] 图6是本发明实施例的投影区域求交示意图。

[0057] 图7是本发明实施例的对子区域塑性应变积分求和示意图。

[0058] 图8是本发明第二实施例提供的焊接结构件变形仿真方法装置的结构示意图。

具体实施方式

[0059] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

[0060] 为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

[0061] 应当明确，所描述的实施例仅仅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作出创造性劳动前提下所获得的所有其
它实施例，都属于本发明保护的范围。

[0062] 在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”
也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

[0063] 应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种
情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

[0064] 取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测
(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件
或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。

[0065] 实施例中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理
解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在
这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

[0066] 实施例一：

[0067] 请参阅图1至图5，本发明第一实施例提供了一种焊接结构件变形仿真方法，其可由焊接结构件变形仿真方法设备(以下简称仿真设备)来执行，特别的，由仿真设备内的一
个或多个处理器来执行，并至少包括如下步骤：

[0068] S101，获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型。

[0069] 在本实施例中，仿真设备首先获取预先建立的结构件的三维几何模型；根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型，然后对焊接接头几何模型进行
网格划分后生成焊接接头有限元模型，以及对三维几何模型进行网络划分后生成结构件的
有限元模型。需要说明的是，对焊接接头几何模型进行网格划分得到的焊接接头有限元模
型，所采用的单元形式为实体单元；对三维几何模型进行网格划分得到的壳体结构件的有
限元模型，所采用的单元形式也为实体单元。

[0070] S102，对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变。

[0071] 在本实施例中，仿真设备采用Inteweld焊接模拟软件对焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变，其中，所述
Inteweld是一款焊接结构应力变形工艺仿真软件。

[0072] S103，将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局坐标系下的预定
平面；所述预定平面为结构件焊缝垂面。

[0073] 在本实施例中，将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变从焊接接头焊缝坐标系变换至结构件焊缝坐标系，以获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，如图2所
示，局部坐标系下的焊缝坐标系为基于焊缝标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所
建立的笛卡尔坐标系，具体地，所述焊缝坐标系是以焊缝上某点为原点，以焊缝和与之垂直
的焊枪方向为两轴，用右手螺旋法则确定第三轴，所建立的笛卡尔坐标系。当然，可以理解
的是，结构件的焊缝坐标系与焊接接头焊缝坐标系的建立方法一致。则焊接接头焊缝坐标
系，结构件焊缝坐标系和全局坐标系的关系如图3所示。

[0074] S104，获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域。

[0075] 在本实施例中，基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息为焊接接头有限元模型在三维空间中以六面体为单元的应变分布转变为二维平面中以四边形为
单元的应变分布，如图4所示。基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息为
遍历大型结构件焊缝区域的单元，对于每一个单元，将其信息投影至结构件结构件焊缝垂
面，如图5所示。

[0076] 其中，首先基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域。例如，如图6所示的点A1‑A4所围成的区
域为母区域。然后基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区
域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个子区域，例如，如
图6所示的用点b1‑b10的连线对母区域进行划分，得到图6中若干个S或者S’的子区域。

[0077] S105，根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0078] 在本实施例中，首先对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值，例如如图7中每一子区域Φi(i＝1,2…8)内的接头塑性应变
进行积分并求和，以得到ESum 然后根据所述子区域的积
分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变εglobal；
以预测结构件的变形情况；其中，Esum＝∫Φ{εglobal}dV。

[0079] 综上，采用Local‑Global的思想，将局部焊接接头在热‑弹塑性有限元分析后获得的焊接残余塑性应变快速映射至大型结构件的全局坐标系中，使得整体结构件大量的计算
化整为零，避免了对大量的网格进行复杂的非线性计算，极大地提升了大型复杂结构件焊
接变形仿真的速度，并最大程度的还原了原始塑性应变的信息，为准确的预测大型复杂焊
接结构件变形提供了最重要的保证，为设计和优化工艺参数提供参考。

[0080] 在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，还包括：采用Inteweld软件或者开源可视化程序对映射完成后所获得的数据进行可视化处理。在本实施例中，采用
Inteweld软件或者开源可视化Paraview对模拟过程中所获得的模拟数据进行可视化处理，
对计算得到塑性应变场进行可视化分析，研究判断计算结果的好坏，提取各项指标和曲线
如塑性应变数据等，通过采用C++语言编写了相应的物理场求解器，采用Inteweld软件或者
开源可视化Paraview对模拟过程中所获得的模拟数据进行可视化处理，并基于VTK和QT平
台进行了可视化界面开发，使得分析人员利用计算机便可获取整体结构件变形的结果，为
设计和优化工艺参数提供参考，为焊接工艺制定提供了重要工具。

[0081] 本发明第二实施例：

[0082] 参见图8，本发明实施例还提供了一种焊接结构件变形仿真方法装置，包括：

[0083] 有限元模型获取单元100，用于获取结构件的焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型；

[0084] 焊接残余塑性应变获取单元200，用于对所述焊接接头有限元模型进行热弹塑性有限元分析，以获得在焊接接头的局部坐标系下的焊接残余塑性应变；

[0085] 坐标变换单元300，用于将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变通过坐标变换，获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，所述焊接塑性应变分布于在所述全局
坐标系下的预定平面；所述预定平面为结构件焊缝垂面；

[0086] 计算区域获取单元400，用于获取焊接接头有限元模型以及结构件的有限元模型在所述预定平面的投影信息，并根据所述投影信息在所述预定平面上形成计算区域；

[0087] 变形情况预测单元500，用于根据在所述预定平面上的焊接塑性应变在所述计算区域的分布，得到结构件对应的塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0088] 优选地，还包括：

[0089] 三维几何模型获取单元，用于获取预先建立的结构件的三维几何模型；

[0090] 焊接接头几何模型获取单元，用于根据所述结构件的三维几何模型，获取结构件的焊接接头几何模型；

[0091] 第一生成单元，用于根据所述焊接接头几何模型进行网络划分，生成焊接接头有限元模型；

[0092] 第二生成单元，用于根据所述结构件的三维几何模型进行网络划分，生成结构件有限元模型。

[0093] 在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，坐标变换单元300，具体用于：

[0094] 将处于局部坐标系下的焊接接头塑性应变从焊接接头焊缝坐标系变换至结构件焊缝坐标系，以获得在结构件全局坐标系下的焊接塑性应变；其中，焊缝坐标系是基于焊缝
标志线及与所述焊缝标志线对应的焊枪方向所建立的笛卡尔坐标系。

[0095] 在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，计算区域获得单元400，具体包括：

[0096] 母区域获取模块，用于基于焊接接头有限元模型在所述预定平面的第一投影信息，对所述预定平面进行划分，以在所述预定平面上获得母区域；

[0097] 计算区域形成模块，用于基于结构件的有限元模型在所述预定平面的第二投影信息，对所述母区域进行划分，以在所述预定平面上形成计算区域；其中，计算区域包括多个
子区域。

[0098] 在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，变形情况预测单元500，具体包括；

[0099] 积分求和模块，用于对每一子区域内的焊接塑性应变进行积分求和，以得到每个子区域的积分点塑性应变值；

[0100] 积分反求模块，用于根据所述子区域的积分点塑性应变值，对母区域进行积分反求，得到结构件母区域对应的焊缝塑性应变，以预测结构件的变形情况。

[0101] 在上述实施例的基础上，本发明一优选实施例中，还包括：

[0102] 采用Inteweld软件或者开源可视化程序对映射完成后所获得的数据进行可视化处理。

[0103] 本发明第三实施例：

[0104] 本发明第三实施例提供了一种焊接结构件变形仿真方法设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行以实现
如上述所述的焊接结构件变形仿真方法。

[0105] 本发明第四实施例：

[0106] 本发明第四实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在
设备执行如上述所述的焊接结构件变形仿真方法。

[0107] 示例性的，所述计算机程序可以被分割成一个或多个单元，所述一个或者多个单元被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个单元可以
是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在焊
接结构件变形仿真方法设备中的执行过程。

[0108] 所述焊接结构件变形仿真方法设备可包括但不仅限于处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，所述示意图仅仅是焊接结构件变形仿真方法设备的示例，并不构成对焊
接结构件变形仿真方法设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部
件，或者不同的部件，例如所述焊接结构件变形仿真方法设备还可以包括输入输出设备、网
络接入设备、总线等。

[0109] 所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路
(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field‑
Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、
分立硬件组件等。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，所述焊接结构件变形仿真方法设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个焊接结
构件变形仿真方法设备的各个部分。

[0110] 所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述
焊接结构件变形仿真方法设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据
区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、
图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电
话本等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如
硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure 
Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固
态存储器件。

[0111] 其中，所述焊接结构件变形仿真方法设备集成的单元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，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指
令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程
序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算
机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中
间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装
置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read‑Only 
Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件
分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法
和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机
可读介质不包括电载波信号和电信信号。

[0112] 需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以
不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的
需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置
实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或
多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解
并实施。

[0113] 以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为
本发明的保护范围。