焊接热源模拟

jixiaohui

模拟激光焊和电子束焊时,加载高斯热源,双椭圆热源无法准确获得熔深.请高手指点怎样加载圆锥形体热源?获得钉状焊缝.


[ 本帖最后由 jixiaohui 于 2008-4-5 17:31 编辑 ]

zhanglinghnsm

【首先申明：我不是做激光焊接的，做的是激光直接成形，但是我看过一些激光焊接的资料，你可以尝试，但是不能保证我的观点正确】

联合使用“面热源”和“线热源”，热源本身就构成钉状。

用纯面热源也是不符合实际的，因为激光本身就有穿透性，不一定所有的热流都加在了照射表面上，很大部分穿透表面，被深层吸收。

youad0099

请问这位 做激光直接成形的 同学！我有一个问题 学要学要问!
不知道你模拟中怎么解决的？
怎么对列单元进行重新排序！
我现在需要对偶数列单元编号进行反向排序！请问你们是怎么解决的？

金豆儿

bavil

应该控制好高斯热源,双椭圆热源的半径大小，

QQ 99396107
email  ：bavil@tom.com

jixiaohui

谢谢各位指教

jixiaohui

以成功采用双椭球和高斯热源模拟温度场,现在想采用圆锥体热源模拟一下,有同学会吗?QQ541914075

fangdian

!下面的命令流进行的是一个简单的二维焊接分析, 利用ANSYS单元生死和热-结

构耦合分析功能进
!行焊接过程仿真, 计算焊接过程中的温度分布和应力分布以及冷却后的焊缝残

余应力。  
finish
/clear
/filnam,1-2D element birth and death   
/title,Weld Analysis by "Element Birth and Death"  
/prep7  
/unit,si           !采用国际单位制  
!******************************************************  
et,1,13,4          !13号二维耦合单元, 同时具有温度和位移自由度  
et,2,13,4
et,3,13,4  
!1号材料是钢  
!2号材料是铝  
!3号材料是铜  
!铝是本次分析中的焊料, 它将钢结构部分和铜结构部分焊接起来  
!下面是在几个温度点下, 各材料的弹性模量  
mptemp,1,20,500,1000,1500,2000  
mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11  
mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11  
mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11  
!假设各材料都是双线性随动硬化弹塑性本构关系  
!下面是各材料在各温度点下的屈服应力和屈服后的弹性模量  
tb,bkin,1,5  
tbtemp,20,1  
tbdata,1,1200e6,0.193e11  
tbtemp,500,2  
tbdata,1, 933e6,0.150e11  
tbtemp,1000,3  
tbdata,1, 435e6,0.070e11  
tbtemp,1500,4  
tbdata,1, 70e6,0.010e11  
tbtemp,2000,5  
tbdata,1, 7e6,0.001e11  
!  
tb,bkin,2,5  
tbtemp,20,1  
tbdata,1,800e6,0.102e11  
tbtemp,500,2  
tbdata,1,400e6,0.050e11  
tbtemp,1000,3  
tbdata,1, 70e6,0.008e11  
tbtemp,1500,4  
tbdata,1, 1e6,0.0001e11  
tbtemp,2000,5  
tbdata,1,0.1e6,0.00001e11  
!  
tb,bkin,3,5  
tbtemp,20,1  
tbdata,1,900e6,0.117e11  
tbtemp,500,2  
tbdata,1,700e6,0.090e11  
tbtemp,1000,3  
tbdata,1,230e6,0.030e11  
tbtemp,1500,4  
tbdata,1, 40e6,0.005e11  
tbtemp,2000,5  
tbdata,1, 4e6,0.0005e11  
!  
!材料密度(假设为常值)  
mp,dens,1,8030  
mp,dens,2,4850  
mp,dens,3,8900  
! 热膨胀系数(假设为常值)  
mp,alpx,1,1.78e-5  
mp,alpx,2,9.36e-6  
mp,alpx,3,1.66e-5  
!泊松比(假设为常值)  
mp,nuxy,1,0.29  
mp,nuxy,2,0.30  
mp,nuxy,3,0.30  
!热传导系数(假设为常值)  
mp,kxx,1,16.3  
mp,kxx,2,7.44  
mp,kxx,3,393  
!比热(假设为常值)  
mp,c,1,502  
mp,c,2,544  
mp,c,3,385  
!热膨胀系数(假设为常值)  
!由于该13号单元还有磁自由度, 此处假设一磁特性, 但并不影响我们所关心的

结果  
mp,murx,1,1  
mp,murx,2,1  
mp,murx,3,1  
!假设焊料(铝)焊上去后的初始温度是1500℃  
mp,reft,1,20  
mp,reft,2,1500  
mp,reft,3,20  
!******************************************************  
!下面建立几何模型  
csys,0  
k,1,0,0,0  
k,2,0.5,0,0  
k,3,1,0,0        !长1米
k,4,0,0.3,0      !厚度0.3米（二维中叫做宽度）
k,5,0.35,0.3,0  
k,6,0.65,0.3,0  
k,7,1,0.3,0  
a,1,2,5,4  
a,2,6,5  
a,2,3,7,6  
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!划分网格!!!!!!!!!!!!!!!!!  
esize,0.025  
type,2  
mat,2  
amesh,2
!
esize,0.05       !网格划分出现问题
type,1  
mat,1  
amesh,1  
!
mat,3  
amesh,3  
eplot  
!  
/solu  
antype,4          ! 瞬态分析  
trnopt,full  
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!在模型的左边界加位移约

束!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!  
nsel,all  
*get,minx,node,,mnloc,x  
nsel,s,loc,x,minx  
d,all,ux,0  
*get,miny,node,,mnloc,y  
nsel,r,loc,y,miny  
d,all,uy,0  
!*****假设模型的左右边界处温度始终保持在20摄氏度左右*****
!其他边界条件如对流和辐射等均可施加，此处因为只是示意而已，故只施加恒

温边界条件  
nsel,all  
*get,minx,node,,mnloc,x  
nsel,s,loc,x,minx  
d,all,temp,20  
nsel,all  
*get,maxx,node,,mxloc,x  
nsel,s,loc,x,maxx  
d,all,temp,20  
!!!!!!!!!!!!!!!由于第2个面是焊接所在区域，因此首先将该区域的单元“杀死

”!!!!!!!!!!!!!!!!  
nna=2  
esel,all  
*get,emax,elem,,num,max  
asel,s,area,,nna  
esla  
*get,nse,elem,,count  
*dim,ne,,nse  
*dim,nex,,nse  
*dim,ney,,nse  
*dim,neorder,,nse  
mine=0  
!**********************************************      
!下面的do循环用于将焊料区的单元按其形心y坐标排序
!以便后面模拟焊料由下向上逐步“生长”过程  
*do,i1,1,nse  
  esel,u,elem,,mine  
  *get,nse1,elem,,count  
  ii=0  
  *do,i,1,emax  
    *if,esel(i),eq,1,then  
      ii=ii+1  
      ne(ii)=i  
    *endif  
  *enddo  
  *do,i,1,nse1  
    *get,ney(i),elem,ne(i),cent,y  
    *get,nex(i),elem,ne(i),cent,x  
  *enddo  
  miny=1e20  
  minx=1e20  
  *do,i,1,nse1  
    *if,ney(i),lt,miny,then  
      miny=ney(i)  
      minx=nex(i)  
      mine=ne(i)  
    *else  
      *if,ney(i),eq,miny,then  
        *if,nex(i),lt,minx,then  
          miny=ney(i)  
          minx=nex(i)  
          mine=ne(i)  
        *endif  
      *endif  
    *endif  
  *enddo  
  neorder(i1)=mine  
*enddo  
!**************************************************************
max_tem=1500   !按照前面假设，焊料的初始温度为1500℃  
dt1=1e-3       !用于建立初始条件的一个很小的时间段  
dt=5           !焊接一个单元所需的时间  
t=0            !起始时间  
esel,all  
eplot  
/auto,1  
/replot  
*do,i,1,nse  
  ekill,neorder(i)  
  esel,s,live  
  eplot  
*enddo  
allsel,all
!控制输出
outres,all,all
!设定初始环境
ic,all,temp,20  
kbc,1  
!是否瞬时加载
timint,0,struct  
timint,1,therm  
timint,0,mag  
tintp,0.005,,,1,0.5,0.2  
!  
nsub1=2  
nsub2=40
!*************************************************
*do,i,1,nse  
  ealive,neorder(i)  
  esel,s,live  
  eplot  
  esel,all  
  !******下面的求解用于建立温度的初始条件******
  t=t+dt1  
  time,t  
  nsubst,1  
  *do,j,1,4  
    d,nelem(neorder(i),j),temp,max_tem  
  *enddo  
  solve  
  !****下面的求解用于保证初始的升温速度为零****
  t=t+dt1  
  time,t  
  solve  
  !*********下面的步骤用于求解温度分布**********
  *do,j,1,4  
    ddele,nelem(neorder(i),j),temp  
  *enddo  
  t=t+dt-2*dt1  
  time,t  
  nsubst,nsub1  
  solve  
*enddo  
t=t+50000     !*********下面的步骤用于冷却过程求解*****
time,t  
nsubst,nsub2  
solve
save  
finish  
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!后处理过

程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
/post1   
!**************下面的一系列命令用于生成应力的动画文件*******  
/seg,dele  
/cont,1,15,0,1200e6/16,1200e6  
/dscale,1,1.0  
avprin,0,0  
avres,1  
/seg,multi,stress1,0.1  
esel,all  
*do,i,1,nse  
  esel,u,elem,,neorder(i)  
*enddo  
*do,i,1,nse  
  esel,a,elem,,neorder(i)  
  set,(i-1)*3+1,1  
  plnsol,s,eqv  
  *do,j,1,nsub1  
    set,(i-1)*3+3,j  
    plnsol,s,eqv  
  *enddo  
*enddo  
*do,i,1,nsub2  
  set,(nse-1)*3+4,i  
  plnsol,s,eqv  
*enddo  
/seg,off,stress1,0.1  
/anfile,save,stress1,avi  
!**********下面的一系列命令用于生成温度的动画文件************  
/seg,dele  
/cont,1,15,0,1500/16,1500  
/dscale,1,1.0  
avprin,0,0  
avres,1  
/seg,multi,temp1,0.1  
esel,all  
*do,i,1,nse  
  esel,u,elem,,neorder(i)  
*enddo  
*do,i,1,nse  
  esel,a,elem,,neorder(i)  
  set,(i-1)*3+1,1  
  plnsol,temp  
  *do,j,1,nsub1  
    set,(i-1)*3+3,j  
    plnsol,temp  
  *enddo  
*enddo  
*do,i,1,nsub2  
  set,(nse-1)*3+4,i  
  plnsol,temp  
*enddo  
/seg,off,temp1,0.1  
/anfile,save,temp1,avi  
finish

上面代码中涉及到排序问题，可以参考

clozy

楼主能不能给小弟发一个深溶焊的例子  小弟做毕业设计用的 万分感谢 小弟的邮箱为542300726@qq.com