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问题描述:对大型齿轮的齿面表面进行激光熔覆处理 模拟其温度场和应力场
在计算中把模型简化为一长方体,在建模中基体和熔覆材料采用不同的材料,分别建模然后划分网格。建立模型后在熔覆面加载一高斯热源,热源随时间在长方体表面移动。在齿根处加一对称约束。在计算中我采用顺序耦合的方法,先计算温度场再计算应力场。
计算温度场时在加工面加一直径为3mm的激光光斑,能量分布为高斯分布,采取heat flux的方式施加,光斑随时间移动。其余面加热对流。以下为命令流:
NROPT,FULL, ,ON
EQSLV,ITER, ,0
ALLSEL,ALL
IC,all,TEMP,293
Q=1500
K=0.25
qm=K*Q/3.14
SFA,7,1,CONV,120,293
SFA,8,1,CONV,120,293
SFA,10,1,CONV,120,293
SFA,12,1,CONV,120,293
SFA,13,1,CONV,120,293
SFA,15,1,CONV,120,293
SFA,12,1,CONV,120,293
b=0.008
*do,m,1,43,1
a=0.002*(m-1)+0.003
time,0.2*(m-1)+0.001
autos,1
NSUBST,1, , ,1
kbc,1
SFEDELE,all,6,HFLUX
*do,i,1,2000
g=elaser(i)
c=centrx(g)
d=centry(g)
e=(c-a)*(c-a)
f=(d-b)*(d-b)
r=sqrt(e+f)
*if,r,LE,0.003,then
sfe,elaser(i),6,hflux,,qm*exp(-K*r**2*10**6)*10**6
*elseif,r,gt,0.003,then
sfe,elaser(i),6,hflux,,0
*endif
*enddo
*do,j,1,2000
h=eorder(j)
l=centrx(h)
o=centry(h)
p=(l-a)*(l-a)
q=(o-b)*(o-b)
s=sqrt(p+q)
*if,s,LE,0.003,then
ealive,eorder(j)
*endif
*enddo
solve
*enddo
time,9.2
autos,1
NSUBST,1, , ,1
kbc,1
SFEDELE,all,6,HFLUX
solve
time,4000
autos,1
NSUBST,40, , ,1
kbc,1
solve
温度场计算顺利,但是在计算应力场时出现了问题。计算时我先转化了单元类型。然后加载对称面的对称约束,然后分布载入温度载荷。但是每次都计算到一半时弹出err对话框,告诉我一些单元的变形超过了最大值,不能继续计算。 以下是计算应力时的命令流:
NROPT,FULL, ,ON
EQSLV,ITER, ,0
ALLSEL,ALL
IC,all,TEMP,293
time,0.0001
autos,1
NSUBST,1, , ,1
kbc,1
DA,14,SYMM
solve
*do,i,1,43,1
time,0.2*(i-1)+0.001
autos,1
NSUBST,1, , ,1
kbc,1
BFDELE,all,TEMP
LDREAD,TEMP,,,0.2*(i-1)+0.001, ,'last','rth',' '
solve
*enddo
time,9.2
autos,1
NSUBST,1, , ,1
kbc,1
LDREAD,TEMP,,,9.2, ,'last','rth',' '
solve
time,4000
autos,1
NSUBST,40, , ,1
kbc,1
LDREAD,TEMP,,,4000, ,'last','rth',' '
solve
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