(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202111403904.5 (22)申请日 2021.11.24 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 113821963 A (43)申请公布日 2021.12.21 (73)专利权人 武汉光谷航天三江激光产业 技术 研究院有限公司 地址 430000 湖北省武汉市东湖新 技术开 发区高新大道 999号 (72)发明人 张澐龙　何崇文　万楚豪　李方志　 郑增超　吴佳妮　庹文海　 (74)专利代理 机构 北京恒和顿知识产权代理有 限公司 1 1014 代理人 周君 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (56)对比文件 CN 109684693 A,2019.04.26 US 201801020 5 A1,2018.01.1 1 US 20143 30525 A1,2014.1 1.06 李振远. 《机身新型焊 接加筋壁板 压缩失稳 载荷预估方法研究》 . 《中国优秀博硕士学位 论文 全文数据库(硕士)工程科技 Ⅱ辑》 .2017, 顾益斌. 《基 于压磁磁场的深海管线钢疲劳 损伤监测与评估方法研究》 . 《中国优秀博硕士学 位论文全文数据库(博士)工程科技 Ⅰ辑》 .2021, 李振远. 《机身新型焊 接加筋壁板 压缩失稳 载荷预估方法研究》 . 《中国优秀博硕士学位 论文 全文数据库(硕士)工程科技 Ⅱ辑》 .2017, 审查员 张念 (54)发明名称 针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方 法及设备 (57)摘要 本发明提供了一种针对激光焊接壁板结构 的压缩屈曲测试方法及设备， 包括： 构建激光焊 接壁板结构的第一壳 ‑实体模型； 在第一壳 ‑实体 模型上划分单元网格， 将材料的弹塑性参数施加 到相应的单元网格中， 得到第二壳 ‑实体模型； 对 第二壳‑实体模型设定位移边界条件和载荷施加 方式， 求解特征值屈曲方程， 计算特征值和临界 屈曲载荷， 得到压缩屈曲模态； 复制第二壳 ‑实体 模型， 将压缩屈曲模态、 缺陷尺寸和残余应力输 入第二壳 ‑实体模型， 设置RIKS分析步骤和历史 输出变量， 求解非线性屈曲方程， 得到壁板结构 压缩屈曲过程中的反作用力、 应变和位移数据信 息。 本发明可以对激光焊接壁板结构压缩失效载 荷、 应变和位移作定量研究。 权利要求书2页 说明书8页 附图5页 CN 113821963 B 2022.03.18 CN 113821963 B 1.一种针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 包括： 根据激光焊接 壁板的结构尺寸， 构建激光焊接壁板结构的第一壳 ‑实体模型； 在第一壳 ‑实体模型上划分 壁板的焊缝实体单元网格、 蒙皮壳单元网格、 长桁壳单元网格、 框架壳单元网格和角片壳单 元网格， 将材料 的弹性参数和塑性参数施加到相应的单元网格中， 得到第二壳 ‑实体模型； 对第二壳 ‑实体模型设定位移 边界条件和载荷施加方式， 设置屈曲类型分析步骤， 求解特征 值屈曲方程， 计算特征值和临界屈曲载荷， 得到压缩屈曲模态； 复制第二壳 ‑实体模型， 将压 缩屈曲模态、 缺陷尺 寸和残余应力输入第二壳 ‑实体模型， 设置RIKS分析步骤和历史输出变 量， 求解非线性屈曲方程， 得到壁板结构压缩屈曲过程中的反作用力、 应变和位移数据信 息； 所述残余应力， 包括： 其中， 为材料的压缩残余应力， 为材料的压缩残余应力峰值， 为材料的拉伸残 余应力峰值， b为 蒙皮的总宽度， 为材料的拉伸残余应力区的宽度。 2.根据权利要求1所述的针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 所 述在第一壳 ‑实体模型上划分壁板的焊缝实体单元网格、 蒙皮壳单元网格、 长桁壳单元网 格、 框架壳单元网格和角片 壳单元网格， 包括： 所述实体单元网格的划分采用八节点、 六面 体实体单元， 所述蒙皮壳单元网格、 长桁壳单元网格、 框架壳单元网格和角片壳单元网格的 划分采用四节点、 四边形壳单元； 其中， 蒙皮、 长桁、 框架和角片为薄壳面， 长桁的腹板位于 焊缝横截面的中心线上。 3.根据权利要求2所述的针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 所 述材料的弹性 参数， 包括： 材 料的弹性模量和泊松比。 4.根据权利要求3所述的针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 所 述材料的塑性 参数， 包括： 其中， 为材料的真实应力， 为材料的工程应力， 为材料的工程应 变。 5.根据权利要求4所述的针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 所 述材料的塑性 参数， 还包括： 其中， 为材料的真应 变。 6.根据权利要求5所述的针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试方法， 其特征在于， 所 述材料的塑性 参数， 还包括： 其中， 为材料的真塑性应 变， 为材料的真弹性应 变， E为弹性模量。 7.一种针对激光焊接壁板结构的压缩屈曲测试装置， 其特征在于， 包括： 第一主模块， 用于根据激光焊接壁板的结构尺寸， 构建激光焊接壁板结构的第一壳 ‑实体模型； 第二主模权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113821963 B 2块， 用于在第一壳 ‑实体模型上划分壁板的焊缝实体单元网格、 蒙皮壳单元网格、 长桁壳单 元网格、 框架壳单元网格和角片 壳单元网格， 将材料 的弹性参数和塑性参数施加到相 应的 单元网格中， 得到第二壳 ‑实体模型； 第三主模块， 用于对第二壳 ‑实体模型设定位移 边界条 件和载荷施加方式， 设置屈曲类型分析步骤， 求解特征值屈曲方程， 计算特征值和临界屈曲 载荷， 得到压缩屈曲模态； 第四主模块， 用于复制第二壳 ‑实体模型， 将压缩屈曲模态、 缺陷 尺寸和残余应力输入第二壳 ‑实体模型， 设置RIKS分析步骤和历史输出变量， 求解 非线性屈 曲方程， 得到壁板结构压缩屈曲过程中的反作用力、 应变和位移数据信息； 所述残余应力， 包括： 其中， 为材料的压缩残余应力， 为材料的压缩残余应力峰值， 为材料的拉伸残 余应力峰值， b为 蒙皮的总宽度， 为材料的拉伸残余应力区的宽度。 8.一种电子设备， 其特 征在于， 包括： 至少一个处 理器、 至少一个存 储器和通信接口； 其中， 所述处理器、 存储器和通信接口相互间进行通信； 所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令， 所述处理器调用所述程序指令， 以执行权利要求1至 6任一项权利要求所述的方法。 9.一种非暂态计算机可读存储介质， 其特征在于， 所述非暂态计算机可读存储介质存 储计算机指令， 所述计算机指令使所述计算机执行权利要求 1至6中任一项权利要求所述的 方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113821963 B 3