通過優(yōu)化建筑機(jī)械部件焊接順序來縮短矯正工時(shí)
通過優(yōu)化焊接順序來減少焊接變形的方案JWELD具有焊接順序的優(yōu)化功能，通過以優(yōu)化結(jié)果為基礎(chǔ)考察焊接順序與變形量的因果關(guān)系，可以突出工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。在本案例中，我們對建機(jī)框架模型應(yīng)用了優(yōu)化功能，探索了焊接變形最小的焊接順序。
基于分析的實(shí)施：與實(shí)際焊接變形的比較：
在優(yōu)化之前，先設(shè)置和計(jì)算基礎(chǔ)焊接分析模型。在此以“建機(jī)的組裝焊接”為例進(jìn)行設(shè)定，初始設(shè)計(jì)方案中按預(yù)組裝、底板、肋的順序焊接。
圖1是JWELD的焊接順序設(shè)定畫面?？梢酝?/span>過拖放更改焊接順序等直觀操作來設(shè)置焊接順序。
圖2所示的分析結(jié)果顯示底板左右跳動的變形，最大位移為4.7mm。另外，各測量點(diǎn)的實(shí)際和解析的變形量如圖2所示，可以捕捉變形傾向。
實(shí)施優(yōu)化計(jì)算
接下來，設(shè)置優(yōu)化計(jì)算。這里以“最小化模型整體焊接變形的最優(yōu)化”為例進(jìn)行介紹。主要設(shè)置為目標(biāo)函數(shù)和約束條件。可以通過使用添加按鈕選擇項(xiàng)目來設(shè)置目標(biāo)函數(shù)。在此示例中，只需選擇“最小化最大位移”即可完成設(shè)置。可以根據(jù)目標(biāo)指定評價(jià)位移的區(qū)域，也可以利用Python
script設(shè)定獨(dú)自函數(shù)。
限制條件指定不能變更前后關(guān)系的工序（例如：從臨時(shí)焊接到正式焊接等）。此外，還可以對工序進(jìn)行匯總優(yōu)化的工序進(jìn)行分組（參照下圖）。
※在本事例中，在可以更換所有的焊接線的前提下進(jìn)行計(jì)算。因此，在施工上，有時(shí)是不可能的順序。
指定目標(biāo)函數(shù)
指定約束條件
優(yōu)化計(jì)算結(jié)果
優(yōu)化結(jié)果表明，最大位移由初始設(shè)計(jì)方案的4.7mm減小到3.8mm，可得到焊接工藝順序，使焊接變形降低約20%。圖5顯示了初始設(shè)計(jì)方案及優(yōu)化后的測量點(diǎn)1至10的變形量。確認(rèn)了所有測量點(diǎn)都降低了變形量。圖6顯示了優(yōu)化前后的變形圖。半透明表示是初期設(shè)計(jì)方案，位移輪廓表示是最優(yōu)化后的焊接順序的變形圖。可以看出底板的凸緣部分的彈起降低了。
圖5.優(yōu)化前后測量點(diǎn)的變形量
圖6.變形前后變形傾向
優(yōu)化減少了提前期
通過優(yōu)化計(jì)算，焊接后的最大位移降低了約20%。
圖6顯示了JWELD優(yōu)化結(jié)果，橫軸表示嘗試次數(shù)，縱軸表示變形量。每個(gè)繪圖顯示按焊接順序的變形量，單擊該繪圖可查看焊接順序。
試著和變形量一起確認(rèn)焊接順序的變化，可以確認(rèn)通過將焊接順序從初期討論的“臨時(shí)組、底板、肋”變更為“臨時(shí)組、肋、底板”來降低變形量。這是由于先進(jìn)行中央部分的正式焊接，中心的剛性上升，抑制了底板焊接時(shí)的焊接變形。這樣在設(shè)計(jì)階段，可以探索比以往更能降低焊接變形位移的焊接順序。另外，通過減少焊接變形的位移，通過消除應(yīng)變等后工序的工時(shí)削減，可以期待提前期的縮短。
圖7.優(yōu)化計(jì)算履歷
圖8.焊接順序的變更
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