传统的焊接工艺虽然比较成熟,但是对于复杂焊接接头或者大型结构件,通过试验的方式来检验焊接质量,不仅会拖延项目进度,而且提高了生产制造成本,不利于高效地优化出最佳焊接工艺方法。如果借助计算机对焊接过程进行模拟仿真,将降低工艺设计成本,缩短生产制造周期。然而,在焊接模拟过程中,焊接参数的设定较为困难,如果通过可视化的方式进行设定,将简化前处理过程。本文致力于研发出能够应用于大型结构件的焊接模拟前处理可视化系统,主要研究内容及实现结果如下:通过MFC基础类库搭建系统开发框架,并借助计算机图形学原理铺设OpenGL可视化流水管线。采用面向对象的思想理念对焊接模拟前处理可视化系统进行设计。根据焊接过程中的实际需求,构建焊接模型对象(焊接材料、焊接热源、焊接路径、夹具、边界条件等),并在各个模型对象之间建立耦合关系。为了使可视化系统能够实现在焊接模拟前处理过程中的应有效果,需要有特定的技术和算法提供支持。系统所采用的关键技术和算法主要有:表面网格渲染(“挖空”算法),基于几何拓扑结构焊缝智能识别技术,夹具与约束面几何求交算法,焊缝的可视化定义技术,边界条件定义-表面单元集提取算法。采用网格数为432801(400×200×216)的网格工件作为测试用例,按照文件读取、交互功能、可视化定义、剖切、文件保存、计算链接等几个方面对焊接模拟前处理可视化系统在实际模拟过程中进行应用。前处理可视化系统实现了网格文件的可视化、基本交互、焊接材料的定义、焊接热源的调配、焊接路径的可视化定义、夹具的设定、各类边界条件的定义、剖切以及其他辅助功能,获得了较为理想的应用效果。通过配合计算分析模块和第三方后处理软件,可以将传统的焊接流程以及工艺措施以数字化的形式模拟仿真出来,从而实现了对整个焊接过程实际焊接工况的逼近,降低了生产制造成本,提高了工艺优化效率。