一种机壳的焊接反变形量的计算方法及装置与流程

本申请涉及焊接技术领域，尤其是涉及到一种机壳的焊接反变形量的计算方法及装置、存储介质、计算机设备。

背景技术：

焊接过程实际上是焊件局部区域加热又冷却凝固的热过程，在焊接过程中，由于只对焊件的局部区域进行加热和冷却，会导致焊件的温度分布不均匀，从而导致焊件的不均匀膨胀和收缩，使焊件内部产生焊接应力而引起焊接变形。

在跨音速大型常温风洞项目中，构成风洞项目的各段机壳采用焊接结构，形式为中分面剖分结构的内、外双层焊接机壳，机壳的主体材料为q345r，内、外机壳的板壳厚度为30mm，机壳的轮廓尺寸约为7×3.5×2米，流道直径为φ5624mm，结合各段机壳焊接、消应力的制造过程，在最终检查过程中发现各段机壳均出现了微量的收口变形趋势，特别是中央焊接机壳，在终检时测量发现，静叶区域的流道直径产生收口变形量约6～7mm，动叶区域的流道直径产生的收口变形量约11～12mm，严重影响产品的质量。风洞中央焊接机壳由外筒体、叶片及叶片支架三部分进行焊接组成，图1示出了本申请中央焊接机壳的设计示意图。其中，技术要求包括：1、静叶焊缝进行着色探伤检查；2、整体焊接完成后全部进行消除热应力处理；3、静叶数量51个；4、静叶顶、根部焊接如c视图；5、51片静叶以静叶1为起始，圆周均布排列。

如何控制中央焊接机壳的留到直径收口变形量，成为了提高产品质量的关键问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种机壳的焊接反变形量的计算方法及装置、存储介质、计算机设备，采用marc有限元分析软件开展对中央焊接机壳焊接过程的数值模拟，分析该机壳在焊接过程中温度场、应力应变和焊接变形的演变规律，获得中央焊接机壳在制造成型后变形趋势、变形量与应力分布等特征，为满足中央焊接机壳生产制造的技术指标提供可靠的技术理论指导。

根据本申请的一个方面，提供了一种机壳的焊接反变形量的计算方法，包括：

根据预设焊接工况，建立待焊接机壳的三维板壳实体模型；

对所述三维板壳实体模型进行网格划分；

对所述三维板壳实体模型设置初始温度约束条件以及位移约束条件；

根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对所述三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到所述待焊接机壳的收口变形量；

根据所述收口变形量以及所述待焊接机壳的流道直径，确定所述待焊接机壳的反变形量。

具体地，所述根据预设焊接工况，建立待焊接机壳的三维板壳实体模型，具体包括：

将所述待焊接机壳的板材处理为板壳单元，并将所述待焊接机壳的焊缝处理为实体单元；

依据所述板壳单元以及所述实体单元，建立所述三维板壳实体模型。

具体地，所述对所述三维板壳实体模型设置初始温度约束条件以及位移约束条件，具体包括：

依据所述待焊接机壳的实际焊接过程对应的室温与自然空气对流条件，设置所述待焊接机壳的模拟焊接环境温度；

依据所述待焊接机壳的实际焊接过程对应的机壳支撑条件，约束所述三维板壳实体模型在x方向的位移自由度。

具体地，所述根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对所述三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到所述待焊接机壳的收口变形量，具体包括：

依次对所述三维板壳实体模型进行第一次焊接模拟、第一次消应力模拟、第二次焊接模拟以及第二次消应力模拟，得到所述收口变形量。

具体地，所述根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对所述三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到所述待焊接机壳的收口变形量之前，所述方法还包括：

加载焊接对流条件、焊接材料数据、焊接热源数据、第一次消应力温度曲线、第一次消应力空气对流条件、第二次消应力温度曲线以及第二次消应力空气对流条件。

具体地，所述根据所述收口变形量以及所述待焊接机壳的流道直径，确定所述待焊接机壳的反变形量，具体包括：

根据所述收口变形量以及所述待焊接机壳的流道直径，计算所述待焊接机壳的流道直径变形比率，其中，所述流道直径变形比率＝所述收口变形量/所述流道直径；

依据所述流道直径变形比率以及所述流道直径，计算所述反变形量，其中，所述反变形量＝所述流道直径变形比率×所述流道直径。

根据本申请的另一方面，提供了一种机壳的焊接反变形量的计算装置，其特征在于，包括：

模型建立模块，用于根据预设焊接工况，建立待焊接机壳的三维板壳实体模型；

网格划分模块，用于对所述三维板壳实体模型进行网格划分；

条件约束模块，用于对所述三维板壳实体模型设置初始温度约束条件以及位移约束条件；

流程模拟模块，用于根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对所述三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到所述待焊接机壳的收口变形量；

反变形量计算模块，用于根据所述收口变形量以及所述待焊接机壳的流道直径，确定所述待焊接机壳的反变形量。

具体地，所述模型建立模块，具体用于：

将所述待焊接机壳的板材处理为板壳单元，并将所述待焊接机壳的焊缝处理为实体单元；

依据所述板壳单元以及所述实体单元，建立所述三维板壳实体模型。

具体地，所述条件约束模块，具体用于：

依据所述待焊接机壳的实际焊接过程对应的室温与自然空气对流条件，设置所述待焊接机壳的模拟焊接环境温度；

依据所述待焊接机壳的实际焊接过程对应的机壳支撑条件，约束所述三维板壳实体模型在x方向的位移自由度。

具体地，所述流程模拟模块，具体用于：

依次对所述三维板壳实体模型进行第一次焊接模拟、第一次消应力模拟、第二次焊接模拟以及第二次消应力模拟，得到所述收口变形量。

具体地，所述装置还包括：

条件加载模块，用于加载焊接对流条件、焊接材料数据、焊接热源数据、第一次消应力温度曲线、第一次消应力空气对流条件、第二次消应力温度曲线以及第二次消应力空气对流条件。

具体地，所述反变形量计算模块，具体用于：

根据所述收口变形量以及所述待焊接机壳的流道直径，计算所述待焊接机壳的流道直径变形比率，其中，所述流道直径变形比率＝所述收口变形量/所述流道直径；

依据所述流道直径变形比率以及所述流道直径，计算所述反变形量，其中，所述反变形量＝所述流道直径变形比率×所述流道直径。

依据本申请又一个方面，提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现上述机壳的焊接反变形量的计算方法。

依据本申请再一个方面，提供了一种计算机设备，包括存储介质、处理器及存储在存储介质上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述机壳的焊接反变形量的计算方法。

借由上述技术方案，本申请提供的一种机壳的焊接反变形量的计算方法及装置、存储介质、计算机设备，采用marc有限元分析软件开展对中央焊接机壳焊接过程的数值模拟，分析该机壳在焊接过程中温度场、应力应变和焊接变形的演变规律，获得中央焊接机壳在制造成型后变形趋势、变形量与应力分布等特征，为满足中央焊接机壳生产制造的技术指标提供可靠的技术理论指导。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1示出了本申请中央焊接机壳的设计示意图；

图2示出了本申请实施例的一种机壳的焊接反变形量的计算方法的流程示意图；

图3示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的外壳板与轴端法兰双边坡口焊缝；

图4示出了本申请实施例的一种待焊接机壳机壳的三维板壳实体的网格模型；

图5示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的焊接初始温度约束条件的设置示意图；

图6示出了本申请实施例的一种1/4模型采用x方向位置约束设置截图；

图7示出了本申请实施例的一种焊接对流边界条件设置示意图；

图8示出了本申请实施例的一种焊接材料的密度的温度变化曲线；

图9示出了本申请实施例的一种焊接材料的杨氏模量的温度变化曲线；

图10示出了本申请实施例的一种焊接材料的比热的温度变化曲线；

图11示出了本申请实施例的一种焊接材料的热导率的温度变化曲线；

图12示出了本申请实施例的一种焊接材料的热膨胀系数的温度变化曲线；

图13示出了本申请实施例的一种流动应力的温度变化曲线；

图14示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的轴端法兰与外壳板的焊缝焊接热源设置示意图；

图15示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的二元翼型叶片与外壳板、内壳板角接焊缝焊接热源设置示意图；

图16示出了本申请实施例的一种第一次消应力温度曲线设置示意图；

图17示出了本申请实施例的一种第一次消应力空气对流条件设置示意图；

图18示出了本申请实施例的一种第二次消应力温度曲线设置示意图；

图19示出了本申请实施例的一种第二次消应力空气对流条件设置示意图；

图20示出了本申请实施例的一种机壳的焊接反变形量的计算装置的结构示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实施例中提供了一种机壳的焊接反变形量的计算方法，如图2所示，该方法包括：

步骤101，根据预设焊接工况，建立待焊接机壳的三维板壳实体模型。

本申请实施例通过对待焊接机壳进行实体结构建模，从而对模型进行焊接等流程的模拟操作，得出模拟后的待焊接机壳的收口变形量，进而对反变形量进行计算。其中，针对中央焊接机壳的制造工艺路线大致分为两大步骤，第一步骤，首先进行外壳体以及叶片支架的组立焊接，各自进行消应力热处理；第二步骤，以外壳体以及叶片支架的轴心、中分面为基准，在两者之间组立、拼装二元机翼型导流线叶片，最终形成整体的焊接机壳，整体焊接后再次进行消应力热处理。

本申请实施例中的待焊接机壳为风洞机壳，形式为中分面剖分结构的内、外双层焊接机壳，机壳的主体材料为q345r，内、外机壳的板壳厚度为30mm，机壳的轮廓尺寸约为7×3.5×2米，流道直径为φ5624mm。

具体地，将待焊接机壳的板材处理为板壳单元，并将待焊接机壳的焊缝处理为实体单元；依据板壳单元以及实体单元，建立三维板壳实体模型。

在建模过程中，依据中央焊接机壳全流程焊接、消应力的模拟分析的实际需求，轴端法兰与水平法兰的对接环缝、内壳板、密封板与锥形板的对接环缝以及静叶焊缝是中央焊接机壳关键重要焊缝，也是引起机壳变形的重要焊缝，但是中央焊接机壳外部、内部的其余加强筋板焊缝确认为非重要焊缝，故在三维建模时为简便计算或者降低模型单元数量可作忽略处理；结合中央焊接机壳中分面剖分的近似对称的焊接结构，可将中央焊接机壳简化成沿90°轴线所在截面对称的1/2模型结构，且将二元翼型静叶等效处理，形成等厚度二元板壳单元；按此处理方式，若对中央焊接机壳直接进行三维实体建模以及网格划分，实体单元尺寸控制在5mm范围，实体模型的单元总数量将不低于100万，这种数量级别的网格模型是任何计算站都无法承受的，无法完成中央焊接机壳的全流程焊接、消应力模拟过程。故结合marc有限元模拟分析软件板壳实体模型应用，对中央焊接机壳的三维实体模型转化成形三维板壳实体模型，即在三维板壳实体模型中，将所有的外壳板、内壳板等板材零件处理成壳结构，形成板壳单元，将所有的焊缝处理成三维实体结构，形成实体单元，进而将中央焊接机壳建模形成三维板壳实体模型。

另外，根据中央焊接机壳的三维板壳实体模型可知，针对该机壳的焊接、消应力全流程模拟的主要关键焊缝包括外壳壳：轴端法兰与外壳板的对接焊缝；内机壳：内壳板、密封板与锥形板的对接焊缝；外机壳、内机壳与二元静叶的角接焊缝，共计32道焊缝，焊缝的整体长度约40米，且结合轴端法兰与外壳板对接焊缝在实际焊接过程中的多层多道焊的焊接要求，其外壳板的对接焊缝亦做成多层多道的模型结构。

在中央焊接机壳的设计结构中，外壳板与轴端法兰的焊缝接头形式为双边19×45°，图3示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的外壳板与轴端法兰双边坡口焊缝，经实测该焊缝接头的焊接坡口的填充面积，该焊缝接头的面积为441mm²；为中央焊接机壳的三维板壳实体模型的分析需求，按照对称结构形式以及相等填充面积原则，将焊接坡口的接头形式等效为对称相等的角焊缝形式。通过对外壳板与轴端法兰双边坡口焊透焊缝的等效转化，实现了外壳板与轴端法兰的角接焊缝的实体模型的建立，同样为后续板壳单元以及实体焊缝单元的网格划分奠定了必要的基础。按照上述坡口焊缝与角接焊缝等效处理原则(对称结构形式以及相等填充面积)，依次完成了内壳板、密封板与锥形板的对接焊缝的等效处理，内机壳、外机壳与二元静叶角焊缝的等效处理，最终实现了中央焊接机壳板壳结构与实体焊缝的三维实体模型。

步骤102，对三维板壳实体模型进行网格划分。

几何与网格是进行有限元分析的前提条件，根据中央焊接机壳三维模型的简化处理以及关键焊缝的等效处理原则，按照marc有限元模拟软件进行焊接模拟分析的流程进行必要的前处理环节。

在步骤101中，可以采用solidworks三维建模软件进行中央焊接机壳的三维板壳模型的建模，针对外壳板与轴端法兰的对接焊缝进行多层多道焊的焊缝模型的建立，为后续实现机壳多层多道焊网格划分以及模拟分析提供必要的模型基础，三维几何模型保存为.sldprt格式文件。

在上述实施例中，采用mscapexgrizzly专用网格划分软件进行中央焊接机壳的三维板壳模型网格划分，根据中央焊接机壳全流程焊接、消应力模拟分析的需求，网格单元的总数量控制在20万以下，且焊缝及近焊缝附近区域的单元的最小尺寸控制在5mm范围内，且按照板壳结构与实体焊缝的共线、共面区域处理成共节点单元结构，以满足后续焊接模拟分析的需求。

根据上述网格划分原则，采用apex软件完成了中央焊接机壳的三维板壳模型网格划分及轴端法兰与外壳板对接焊缝多层多道焊的网格划分，该焊接机壳三维板壳实体模型的单元数量为16.3577万个，节点数量为155374万个，板壳采用单元类型为厚壳低价四边体单元75(quad4)，实体采用单元类型为全积分低价六面体单元7(hex8)。单元类型以及单元总数均满足后续全流程焊接、消应力模拟分析的要求。图4示出了本申请实施例的一种待焊接机壳机壳的三维板壳实体的网格模型。

结合中央焊接机壳外壳板与轴端法兰对接焊缝多层多道焊的实际操作要求，在网格划分过程中完成该部位焊缝四层六道的焊缝网格单元的合理划分，使其模拟焊接过程完全符合实际的焊接过程。

针对中央焊接机壳的板壳结构与实体焊缝实现共节点的网格划分是后续模拟分析的必备条件，特别是二元翼型静叶与内、外机壳的连接角焊缝，本申请实施例通过沿着角焊缝均布置相同数量种子点实现了共节点网格模型。在中央焊接机壳的模拟分析任务中，通过各类焊缝与不同板壳单元的共节点处理，可有效地避免采用接触方式进行模拟的计算力大、不易收敛的根本问题，有利于提高模拟分析速度，缩减总体分析时间；有利于焊接模拟的收敛运算。

步骤103，对三维板壳实体模型设置初始温度约束条件以及位移约束条件。

具体地，依据待焊接机壳的实际焊接过程对应的室温与自然空气对流条件，设置待焊接机壳的模拟焊接环境温度；依据待焊接机壳的实际焊接过程对应的机壳支撑条件，约束三维板壳实体模型在x方向的位移自由度。

在上述实施例中，中央焊接机壳的实际焊接过程为室温、自然空气对流条件下进行焊接的，图5示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的焊接初始温度约束条件的设置示意图。周围环境温度设置为293k。

中央焊接机壳为防止焊接过程产生较大的变形变形，在焊接过程中采用中分面刚性固定以及内部“米”字固定的组合支撑方案。在中央焊接机壳的模拟过程中，按照实际支撑固定方案进行几何模型的位置约束，使其位置边界条件约束符合中央焊接机壳的实际制造情况，并且针对1/4模型采用x方向进行位置约束固定。图6示出了本申请实施例的一种1/4模型采用x方向位置约束设置截图。

步骤104，根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到待焊接机壳的收口变形量。

具体地，依次对三维板壳实体模型进行第一次焊接模拟、第一次消应力模拟、第二次焊接模拟以及第二次消应力模拟，得到所述收口变形量。

在上述实施例中，针对中央焊接机壳的焊接、消应力全流程模拟实现方式，首先按照多层多道焊方式同时进行轴端法兰与外壳板，锥形板与密封板、内壳板的模拟焊接，焊接层次为3层，焊接方向为外环中点指向中分面的方向，左右两侧焊缝对称交替焊接；其次在焊接完全冷却后针对内机壳、外机壳同时进行第一次消应力模拟处理；再次针对内、外机壳与二元机翼叶片的角焊缝按照单层焊接形式逐一进行焊接模拟，直至全部叶片焊缝焊接模拟完成；最后在焊接完全冷却后针对整体机壳进行第二次消应力模拟处理，解除释放位置边界条件。

步骤105，根据收口变形量以及待焊接机壳的流道直径，确定待焊接机壳的反变形量。

具体地，根据收口变形量以及待焊接机壳的流道直径，计算待焊接机壳的流道直径变形比率，其中，流道直径变形比率＝收口变形量/流道直径；依据流道直径变形比率以及流道直径，计算反变形量，其中，反变形量＝流道直径变形比率×流道直径。

在上述实施例中，根据中央焊接机壳的焊接、消应力全流程模拟工作所需，共计模拟焊缝的总数量为48条焊缝，模拟焊缝的总长度约为50米；共计模拟整体消应力处理两次，消应力处理的时间为8小时。按照中央焊接机壳的实际生产制造流程，即首先进行外壳体以及叶片支架的组立焊接，各自消应力热处理；其次内、外机壳与二元机翼型导流线叶片整体焊接、再次消应力热处理的工艺流程进行焊接、消应力全流程的模拟仿真、形成模拟分析结论。

按照中央焊接机壳两次焊接、两次消应力的模拟工艺流程，最终完成了中央焊接机壳的模拟分析工作，在第二次消应力处理后，通过计算中央焊接机壳的x向位移数值以确定其变形情况，在利用本申请实施例提供的方法进行的一次焊接、消应力全流程模拟中，针对变形尺寸测量，选用中央焊接机壳流道外圆的原始节点位置进行前后对比，经尺寸测量，在最终二次消应力的状态下，近静叶侧法兰端点向内变形尺寸为6.32mm，远静叶侧法兰端点向内变形尺寸为4.38mm。按照中央焊接机壳在制造过程中经历了两次焊接、两次消应力处理的实际深层格过程，结合中央焊接机壳全部流程的模拟计算而获得最终变形的数值，对大型剖分焊接机壳在控制焊接变形方面提出了反变形量数值的确立方法，由于模拟计算的平均数值为(6.32+4.38)/2＝5.35mm，机壳的流道直径为5624mm，由此可知相对于直径的变形比率5.35*2/5627≈0.2％，故可以确定机壳变形的反变形量为a＝0.2％d(a为反变形量，d为流道部位的直径大小)。

通过应用本实施例的技术方案，采用marc有限元分析软件开展对中央焊接机壳焊接过程的数值模拟，分析该机壳在焊接过程中温度场、应力应变和焊接变形的演变规律，获得中央焊接机壳在制造成型后变形趋势、变形量与应力分布等特征，为满足中央焊接机壳生产制造的技术指标提供可靠的技术理论指导。

第一，结合marc有限元模拟焊接计算的边界条件设置，针对中央焊接机壳在制造过程中需采用中分面刚性固定与内部“米”字固定支撑的组合方案，中分面刚性支撑采用大型工字钢按间断焊接方式与大型机壳的中分面连接固定，内部“米”字固定支撑采用大型槽钢与钢板的组合焊接结构与大型机壳的内部流道进行五点接触的间断焊接，通过上述两种组合的支撑方案，能有效地增加大型机壳的整体刚性，在抵制焊接过程的收口变形方面起到了一定的作用。

第二，按照中央焊接机壳在制造过程中经历了两次焊接、两次消应力处理的实际深层格过程，结合中央焊接机壳全部流程的模拟计算而获得最终变形的数值，对大型剖分焊接机壳在控制焊接变形方面提出了反变形量数值的确立方法，增加合适的收口补偿量，提高产品的尺寸精度要求。

在本申请的上述实施例中，在步骤104之前，具体还包括：加载焊接对流条件、焊接材料数据、焊接热源数据、第一次消应力温度曲线、第一次消应力空气对流条件、第二次消应力温度曲线以及第二次消应力空气对流条件。

在上述实施例中，中央焊接机壳的实际焊接过程为室温、自然空气对流条件下进行焊接的，图7示出了本申请实施例的一种焊接对流边界条件设置示意图。周围环境温度设置为293k，空气对流系数为20。

在中央焊接机壳分析模型中，采用文件导入方式，导入s355j2g3-spm多相模式焊接用低合金钢材料，材料原始相为铁素体-珠光体，赋予中央焊接机壳的所有板壳与焊缝单元；这种s355j2g3-spm材料提供了在焊接、热处理模拟过程中必备高温材料性能，其温度覆盖范围为20～1500℃，且室温下该材的屈服强度为355mpa，与中央焊接机壳设计所选材料q345r的力学性能相当，可用作该项目焊接、消应力模拟所选择的母材材料，针对焊接、热处理模拟过程过程中，该材料性能特性主要包括了密度density(t)、杨氏模量emod(t)、比热spht(t)、热导率cond(t)、热膨胀系数thex(t)、流动应力flow-stress(t)等，图8示出了本申请实施例的一种焊接材料的密度的温度变化曲线，图9示出了本申请实施例的一种焊接材料的杨氏模量的温度变化曲线，图10示出了本申请实施例的一种焊接材料的比热的温度变化曲线，图11示出了本申请实施例的一种焊接材料的热导率的温度变化曲线，图12示出了本申请实施例的一种焊接材料的热膨胀系数的温度变化曲线，图13示出了本申请实施例的一种流动应力的温度变化曲线。

在中央焊接机壳分析模型中，针对焊缝形式分类，主要包括了轴端法兰与外壳板、锥形端板与内壳板、密封板采用多层多道形式焊缝，二元翼型叶片与外壳板、内壳板采用角接形式焊缝，这两种形式焊缝主要区别体现在成型大小与焊接层次两个方面，因此针对上述两种焊缝的焊接热源参数设计采用试验验证与温度场双重方式予以确认，确保其焊缝的双椭球热源参数的准确性，符合整体焊接模拟流程的需要。图14示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的轴端法兰与外壳板的焊缝焊接热源设置示意图，图15示出了本申请实施例的一种待焊接机壳的二元翼型叶片与外壳板、内壳板角接焊缝焊接热源设置示意图。通过焊接模拟过程的温度场显示，其焊缝以及热影响区局部温度场的宏观温度＞1500℃。

在中央焊接机壳的焊接、消应力模拟分析流程中，除初始温度条件与位置约束条件外，还涉及到焊接体热源、空气对流以及两次热处理过程的温度控制、空气对流的边界条件设置，模拟焊接过程采用“生死单元”技术及“热流再现”技术予以设置，模拟消应力过程采用“温度控制”技术予以设置。

中央焊接机壳的第一次消应力处理设备为大型箱式电加热炉，第一次消应力过程按照典型机壳的消应力曲线进行加热、保温、降温过程执行的。图16示出了本申请实施例的一种第一次消应力温度曲线设置示意图，图14示出了本申请实施例的一种第一次消应力空气对流条件设置示意图。保温温度为630℃(903k)，采用强制对流方式，空气对流系数为100。

中央焊接机壳的第二次消应力处理设备为大型箱式电加热炉，第二次消应力过程亦按照典型机壳的消应力曲线进行加热、保温、降温过程执行的。图18示出了本申请实施例的一种第二次消应力温度曲线设置示意图，图19示出了本申请实施例的一种第二次消应力空气对流条件设置示意图。保温温度为923k，采用强制对流方式，空气对流系数为100。

进一步的，作为图1方法的具体实现，本申请实施例提供了一种机壳的焊接反变形量的计算装置，如图20所示，该装置包括：

模型建立模块201，用于根据预设焊接工况，建立待焊接机壳的三维板壳实体模型；

网格划分模块202，用于对三维板壳实体模型进行网格划分；

条件约束模块203，用于对三维板壳实体模型设置初始温度约束条件以及位移约束条件；

流程模拟模块204，用于根据预设模拟焊接流程以及预设模拟消应力流程，对三维板壳实体模型进行焊接以及消应力的过程模拟，得到待焊接机壳的收口变形量；

反变形量计算模块205，用于根据收口变形量以及待焊接机壳的流道直径，确定待焊接机壳的反变形量。

具体地，模型建立模块201，具体用于：将待焊接机壳的板材处理为板壳单元，并将待焊接机壳的焊缝处理为实体单元；依据板壳单元以及实体单元，建立三维板壳实体模型。

具体地，条件约束模块203，具体用于：依据待焊接机壳的实际焊接过程对应的室温与自然空气对流条件，设置待焊接机壳的模拟焊接环境温度；依据待焊接机壳的实际焊接过程对应的机壳支撑条件，约束三维板壳实体模型在x方向的位移自由度。

具体地，流程模拟模块204，具体用于：依次对三维板壳实体模型进行第一次焊接模拟、第一次消应力模拟、第二次焊接模拟以及第二次消应力模拟，得到收口变形量。

具体地，装置还包括：条件加载模块206，用于加载焊接对流条件、焊接材料数据、焊接热源数据、第一次消应力温度曲线、第一次消应力空气对流条件、第二次消应力温度曲线以及第二次消应力空气对流条件。

具体地，反变形量计算模块205，具体用于：根据收口变形量以及待焊接机壳的流道直径，计算待焊接机壳的流道直径变形比率，其中，流道直径变形比率＝收口变形量/流道直径；依据流道直径变形比率以及流道直径，计算反变形量，其中，反变形量＝流道直径变形比率×流道直径。

需要说明的是，本申请实施例提供的一种机壳的焊接反变形量的计算装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1-图20中的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1和图2所示方法，相应的，本申请实施例还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述如图1和图2所示的机壳的焊接反变形量的计算方法。

基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)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，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

基于上述如图1、图2所示的方法，以及图3、图4所示的虚拟装置实施例，为了实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机设备，具体可以为个人计算机、服务器、网络设备等，该计算机设备包括存储介质和处理器；存储介质，用于存储计算机程序；处理器，用于执行计算机程序以实现上述如图1和图2所示的机壳的焊接反变形量的计算方法。

可选地，该计算机设备还可以包括用户接口、网络接口、摄像头、射频(radiofrequency，rf)电路，传感器、音频电路、wi-fi模块等等。用户接口可以包括显示屏(display)、输入单元比如键盘(keyboard)等，可选用户接口还可以包括usb接口、读卡器接口等。网络接口可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如蓝牙接口、wi-fi接口)等。

本领域技术人员可以理解，本实施例提供的一种计算机设备结构并不构成对该计算机设备的限定，可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

存储介质中还可以包括操作系统、网络通信模块。操作系统是管理和保存计算机设备硬件和软件资源的程序，支持信息处理程序以及其它软件和/或程序的运行。网络通信模块用于实现存储介质内部各组件之间的通信，以及与该实体设备中其它硬件和软件之间通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现，也可以通过硬件实现采用marc有限元分析软件开展对中央焊接机壳焊接过程的数值模拟，分析该机壳在焊接过程中温度场、应力应变和焊接变形的演变规律，获得中央焊接机壳在制造成型后变形趋势、变形量与应力分布等特征，为满足中央焊接机壳生产制造的技术指标提供可靠的技术理论指导。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。