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通过优化建筑机械部件焊接顺序来缩短矫正工时

通过优化焊接顺序来减少焊接变形的方案JWELD具有焊接顺序的优化功能，通过以优化结果为基础考察焊接顺序与变形量的因果关系，可以突出工程设计的关键因素。在本案例中，我们对建机框架模型应用了优化功能，探索了焊接变形最小的焊接顺序。

基于分析的实施：与实际焊接变形的比较：在优化之前，先设置和计算基础焊接分析模型。在此以“建机的组装焊接”为例进行设定，初始设计方案中按预组装、底板、肋的顺序焊接。

图1是JWELD的焊接顺序设定画面。可以通过拖放更改焊接顺序等直观操作来设置焊接顺序。

图2所示的分析结果显示底板左右跳动的变形，最大位移为4.7mm。另外，各测量点的实际和解析的变形量如图2所示，可以捕捉变形倾向。
实施优化计算接下来，设置优化计算。这里以“最小化模型整体焊接变形的最优化”为例进行介绍。主要设置为目标函数和约束条件。可以通过使用添加按钮选择项目来设置目标函数。在此示例中，只需选择“最小化最大位移”即可完成设置。可以根据目标指定评价位移的区域，也可以利用Python script设定独自函数。限制条件指定不能变更前后关系的工序（例如：从临时焊接到正式焊接等）。此外，还可以对工序进行汇总优化的工序进行分组（参照下图）。※在本事例中，在可以更换所有的焊接线的前提下进行计算。因此，在施工上，有时是不可能的顺序。

指定目标函数

指定约束条件
优化计算结果优化结果表明，最大位移由初始设计方案的4.7mm减小到3.8mm，可得到焊接工艺顺序，使焊接变形降低约20%。图5显示了初始设计方案及优化后的测量点1至10的变形量。确认了所有测量点都降低了变形量。图6显示了优化前后的变形图。半透明表示是初期设计方案，位移轮廓表示是最优化后的焊接顺序的变形图。可以看出底板的凸缘部分的弹起降低了。

图5.优化前后测量点的变形量

图6.变形前后变形倾向
优化减少了提前期通过优化计算，焊接后的最大位移降低了约20%。图6显示了JWELD优化结果，横轴表示尝试次数，纵轴表示变形量。每个绘图显示按焊接顺序的变形量，单击该绘图可查看焊接顺序。试着和变形量一起确认焊接顺序的变化，可以确认通过将焊接顺序从初期讨论的“临时组、底板、肋”变更为“临时组、肋、底板”来降低变形量。这是由于先进行中央部分的正式焊接，中心的刚性上升，抑制了底板焊接时的焊接变形。这样在设计阶段，可以探索比以往更能降低焊接变形位移的焊接顺序。另外，通过减少焊接变形的位移，通过消除应变等后工序的工时削减，可以期待提前期的缩短。

图7.优化计算履历

图8.焊接顺序的变更

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