本發(fā)明涉及焊接參數(shù)預(yù)測領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
1、鋼筋部品成型方式可分為綁扎和焊接。綁扎的鋼筋部品剛度小，在運(yùn)輸和吊裝過程中容易發(fā)生鋼筋間距的變化，且相對焊接更難實現(xiàn)自動化，因此鋼筋部品大多采用焊接工藝成型。焊接鋼筋部品分節(jié)段在工廠內(nèi)預(yù)制后運(yùn)輸至施工現(xiàn)場安裝，需經(jīng)歷多次吊裝作業(yè)，且安裝就位時需要通過錐套等方式實現(xiàn)上下節(jié)段鋼筋部品主筋連接，鋼筋部品整體剛度將直接影響吊裝安全及對位連接難易程度。此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)具備為異性結(jié)構(gòu)，如帶有一定傾角時，鋼筋部品整體剛度還將直接影響結(jié)構(gòu)線形和保護(hù)層厚度。因此，焊接鋼筋部品變形計算尤為重要。
2、當(dāng)前，計算焊接部品變形時，主筋和箍筋通常采用剛性連接。然而，實際上焊點并非剛性結(jié)構(gòu)，在受力時主筋和箍筋會發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，因此本質(zhì)上焊點為半剛性結(jié)構(gòu)，傳統(tǒng)剛性連接方法將會嚴(yán)重低估焊接鋼筋部品變形，從而導(dǎo)致吊裝變形過大、主筋連接困難、結(jié)構(gòu)線形不滿足設(shè)計要求、保護(hù)層厚度不合格等問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，解決焊接鋼筋部品變形計算難題。
2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，獲取焊接參數(shù)和鋼筋部品的相關(guān)數(shù)據(jù)，所述焊接參數(shù)至少包括主參數(shù)和次參數(shù)，所述相關(guān)數(shù)據(jù)至少包括鋼筋直徑；
3、根據(jù)焊接參數(shù)和所述鋼筋直徑確定焊點尺寸；
4、根據(jù)焊點尺寸確定焊點三向轉(zhuǎn)動剛度；
5、根據(jù)焊點三向轉(zhuǎn)動剛度確定鋼筋部品整體剛度；
6、根據(jù)鋼筋部品整體剛度計算鋼筋部品變形；
7、若所述鋼筋部品變形不滿足預(yù)設(shè)要求，則調(diào)整所述焊接參數(shù)并重新計算，直至所述鋼筋部品變形滿足預(yù)設(shè)要求。
8、優(yōu)選方案中，焊接參數(shù)和所述鋼筋直徑確定焊點尺寸，包括：
9、對所述焊接參數(shù)進(jìn)行分類，獲取主參數(shù)和次參數(shù)，其中所述主參數(shù)包括焊接時間，所述次參數(shù)包括焊接電壓和焊接電流；
10、對鋼筋直徑獲取主筋直徑和箍筋直徑；
11、根據(jù)焊接時間與所述主筋直徑和所述箍筋直徑建立第一函數(shù)關(guān)系；
12、通過所述焊接電壓和所述焊接電流對所述第一函數(shù)關(guān)系進(jìn)行修正，引入修正系數(shù)、，得到第二函數(shù)關(guān)系；
13、根據(jù)所述第二函數(shù)關(guān)系計算所述焊點尺寸。
14、優(yōu)選方案中，利用掃描電子顯微鏡和原子探針斷層掃描分析焊點微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合材料科學(xué)理論建立物理模型，輔助確定修正系數(shù)、；同時采用支持向量回歸算法對大量焊接工藝試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，優(yōu)化第一函數(shù)關(guān)系。
15、優(yōu)選方案中，焊點尺寸確定焊點三向轉(zhuǎn)動剛度，包括：
16、獲取焊點三向轉(zhuǎn)動剛度的定義，所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度包括箍筋在主筋與箍筋所在平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動剛度、主筋以箍筋為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動剛度以及箍筋以主筋為旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動剛度；
17、對焊點尺寸，運(yùn)用深度學(xué)習(xí)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合材料微觀結(jié)構(gòu)特征參數(shù)，建立所述焊點尺寸與所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度的第三函數(shù)關(guān)系，；
18、通過所述第三函數(shù)關(guān)系計算所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度。
19、優(yōu)選方案中，利用有限元分析軟件對焊點進(jìn)行精細(xì)建模，結(jié)合焊點三向轉(zhuǎn)動剛度力學(xué)求解理論模型，考慮材料彈塑性變形、殘余應(yīng)力分布以及微觀缺陷因素，模擬不同工況下焊點的受力變形情況，輔助確定函數(shù)。
20、優(yōu)選方案中，焊點三向轉(zhuǎn)動剛度確定鋼筋部品整體剛度，包括：
21、獲取鋼筋部品的幾何參數(shù)和材料屬性，所述幾何參數(shù)包括主筋長度和箍筋長度，所述材料屬性包括鋼筋彈性模量；針對所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度，建立力學(xué)求解模型；通過所述力學(xué)求解模型，結(jié)合所述主筋長度、所述箍筋長度和所述鋼筋彈性模量，計算所述鋼筋部品整體剛度；
22、利用多物理場耦合技術(shù)，考慮熱?-?力、力?-?電多場相互作用對力學(xué)求解模型的影響，優(yōu)化整體剛度計算。
23、優(yōu)選方案中，鋼筋部品整體剛度計算鋼筋部品變形，包括：
24、獲取鋼筋部品的外載條件，所述外載條件包括施加在鋼筋部品上的作用力；
25、根據(jù)所述鋼筋部品整體剛度和所述作用力，建立變形計算模型，如豎向變形量；
26、通過所述變形計算模型計算鋼筋部品的豎向變形量；
27、根據(jù)所述豎向變形量判斷所述鋼筋部品變形是否滿足預(yù)設(shè)要求。
28、優(yōu)選方案中，鋼筋部品變形不滿足預(yù)設(shè)要求，則調(diào)整所述焊接參數(shù)并重新計算，包括：
29、獲取預(yù)設(shè)的變形閾值；
30、若所述鋼筋部品變形超過所述變形閾值，則根據(jù)所述鋼筋部品變形與所述焊接參數(shù)的反向關(guān)系，采用粒子群優(yōu)化算法或自適應(yīng)遺傳算法，以變形最小化和焊接質(zhì)量最優(yōu)為目標(biāo)，確定調(diào)整后的焊接參數(shù)；
31、通過所述調(diào)整后的焊接參數(shù)重新計算所述焊點尺寸、所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度和所述鋼筋部品整體剛度，直至所述鋼筋部品變形小于或等于所述變形閾值。
32、優(yōu)選方案中，點尺寸確定焊點三向轉(zhuǎn)動剛度，包括：
33、獲取試驗裝置的測量數(shù)據(jù)，所述試驗裝置用于加載鋼筋部品并測量變形；
34、針對所述焊點尺寸，通過所述測量數(shù)據(jù)建立第四函數(shù)關(guān)系，；
35、通過所述第四函數(shù)關(guān)系驗證所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度的計算結(jié)果，計算誤差，；
36、若所述計算結(jié)果與所述測量數(shù)據(jù)不一致，即超過允許誤差范圍時，則調(diào)整所述第三函數(shù)關(guān)系并重新計算所述焊點三向轉(zhuǎn)動剛度；
37、優(yōu)選方案中，采用非接觸式測量技獲取更精確的測量數(shù)據(jù)。
38、本發(fā)明提供了一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，該方法通過獲取焊接參數(shù)和鋼筋直徑，建立焊點尺寸、焊點三向轉(zhuǎn)動剛度與鋼筋部品整體剛度之間的關(guān)系模型。根據(jù)外載條件計算鋼筋部品變形，并與預(yù)設(shè)要求比較。若不滿足要求，則自動調(diào)整焊接參數(shù)并重新計算，直至滿足變形要求。本發(fā)明還引入試驗裝置測量數(shù)據(jù)，用于驗證和優(yōu)化焊點三向轉(zhuǎn)動剛度的計算結(jié)果。通過這種方法，可以有效優(yōu)化焊接參數(shù)，提高鋼筋部品的整體性能和質(zhì)量。本發(fā)明實現(xiàn)了焊接參數(shù)、焊點特性與鋼筋部品性能之間的關(guān)聯(lián)分析，為鋼筋焊接工藝優(yōu)化提供了科學(xué)依據(jù)，有助于提高鋼筋構(gòu)件的結(jié)構(gòu)可靠性和耐久性。
1.一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：焊接參數(shù)和所述鋼筋直徑確定焊點尺寸，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：利用掃描電子顯微鏡和原子探針斷層掃描分析焊點微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)合材料科學(xué)理論建立物理模型，輔助確定修正系數(shù)、；同時采用支持向量回歸算法對大量焊接工藝試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，優(yōu)化第一函數(shù)關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：焊點尺寸確定焊點三向轉(zhuǎn)動剛度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：利用有限元分析軟件對焊點進(jìn)行精細(xì)建模，結(jié)合焊點三向轉(zhuǎn)動剛度力學(xué)求解理論模型，考慮材料彈塑性變形、殘余應(yīng)力分布以及微觀缺陷因素，模擬不同工況下焊點的受力變形情況，輔助確定函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：焊點三向轉(zhuǎn)動剛度確定鋼筋部品整體剛度，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：鋼筋部品整體剛度計算鋼筋部品變形，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：鋼筋部品變形不滿足預(yù)設(shè)要求，則調(diào)整所述焊接參數(shù)并重新計算，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：點尺寸確定焊點三向轉(zhuǎn)動剛度，包括：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種基于焊接參數(shù)的鋼筋部品變形預(yù)測方法，其特征是：采用非接觸式測量技獲取更精確的測量數(shù)據(jù)。