焊接模擬
關注創建者：楊江 創建時間：2015-11-03
焊接模擬的視頻教程
MSC.Marc多層多道焊-焊接模擬-逐步激活
MSC.Marc多層多道焊-焊接模擬，講解細致，step-by-step。 跟隨該視頻能夠快速掌握焊接模擬的全部流程。詳詢Q1224294049. 三層四道焊接，前兩道為MIG，后兩道埋弧焊蓋面 定位焊接（焊接點固） 雙橢球熱源，生死單元法 詳細的后處理結果提取方法（應力、熱循環等） 焊接模擬過程的視頻和云圖提取方法
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如何快速掌握基于ABAQUS軟件的焊接、裂紋擴展、子程序二次開發等數值模擬方法
如何快速掌握基于ABAQUS軟件的焊接、裂紋擴展、子程序二次開發等數值模擬方法【已結束】 ?直播時間：2022-01-11 19:30 此次直播主要介紹基于ABAQUS軟件的焊接模擬、裂紋擴展模擬、常用子程序的二次開發模擬等。
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PPIPE-3PASS 圓管3道焊接模擬
visual enviroment 焊接模擬教程： 1，visual mesh焊接模擬前處理： 由點 -> 線 -> 面 -> 體模型生成流程. 網格生成時如何注意分組以方便后來操作. 3D 單元分組方法. 2D 單元提取方法. 環形焊接線，參考線生成方法. clamping 邊界條件固定. 2，visual weld 焊接定義.
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焊接模擬的實例教程
<p>近期將在技術鄰推出激光焊接的有限元模擬視頻教程，歡迎關注！</p><p>激光焊接的焊縫形貌為窄而深的“釘子狀”，通常使用復合熱源來實現，因此一般需要進行子程序開發。</p><p>下面對MSC.Marc和ABAQUS的激光焊接模擬進行簡要介紹：</p><ol><li>MSC.Marc：作為大型通用有限元軟件，在焊接模擬方面獨樹一幟，在很早的版本中就添加了焊接模塊（注意，非插件?。。?，提供了高斯面、雙橢球等常用焊接熱源，在設置焊接路徑和焊縫填充的設置上非常方便，其中焊縫填充過程提供了生死單元法和靜態單元法兩種方案。Marc從2016版開始，添加了柱狀熱源，將其與高斯面熱源復合，可作為激光焊的熱源模型。但是該熱源的熱流密度在厚度方向上是均勻的（沒有衰減），這與實際情況不符。常用的高斯面熱源與高斯旋轉體熱源復合而成的激光焊熱源模型，仍然需要子程序開發。</li><li>ABAQUS：同樣作為大型通用有限元軟件，與Marc同出一家，用戶眾多。在激光焊接模擬，甚至普通的焊接模擬方面，都需要子程序二次開發來實現。6.14版本時代，abaqus推出過一款插件AWI，功能還算不錯，但無奈ABAQUS求解器不支持逐漸激活，導致每焊接一步，就要建立1個（或2~3個）step，對于焊縫較多的仿真，很不方便；另外，該插件不支持選擇熱源模型，只能將焊縫單元設置為某一溫度（比如熔點）。從2016版開始，ABAQUS求解器支持了逐漸激活（EPA，ELELMENT PROGRESSIVE ACTIVATION），以實現經典應用場景：焊接與3D打??；但熱源模型和逐漸激活全都需要子程序開發，本人對新版本探索了一段時間，仍然覺得非常懵逼。
展開 摘 要：主要研究了基于InteWeld的焊接模擬仿真技術。首先，采用合理的焊接工藝及措施，對石油鉆機自動化設備中的支撐臂進行焊接。其次，以設置相同的焊接工藝和控制措施為前提，使用軟件InteWeld對支撐臂進行焊接虛擬仿真，獲得零件的整體變形結果。最后，對比實際生產測量值與軟件仿真計算結果，驗證使用InteWeld進行焊接模擬仿真所獲結果的準確性，為后續該項技術的推廣提供依據。
關鍵詞：支撐臂;焊接仿真;網格劃分;焊接變形;
0 引言
焊接技術是目前應用最廣泛的材料連接方式之一，同時也是歷史非常悠久的制造工藝[1]。隨著時代的發展，工程師們逐漸意識到焊接質量的好壞關乎鋼結構產品制造的成敗[2]。如何高效地提升焊接質量是工藝工程師們追求解決的核心。
而現階段，隨著計算機技術的發展，焊接模擬仿真技術應運而生，它的發展對生產制造具有十分重要的意義[3]。焊接三維仿真技術在我公司有廣泛的應用空間，隨著我公司各類新產品的增加，對結構件焊接的應力、變形、強度提出更高的要求。目前，已經多次遇到相關問題，按照以往的工藝設計經驗生產效率低下，因此需要采用先進的分析軟件加強工藝設計手段，縮短產品的研發制造周期[4]。
本文選取石油鉆機自動化設備中的支撐臂進行焊接和模擬仿真對比分析。由于其結構特點為長桿型，焊接時熱量集中，結構具有一定的拘束度，且板厚較薄，焊后易變形，因此需要采用合理的焊接工藝及措施控制焊接變形。本文對支撐臂進行三維建模、有限元網格劃分，并利用軟件InteWeld進行焊接模擬仿真。將仿真計算結果與實際焊接變形量進行對比，驗證仿真結果的可靠性，可為后續使用此項技術研究焊接變形提供重要的依據和可靠的數據支撐。
1 支撐臂的焊接
以石油鉆機自動化設備中的支撐臂作為焊接生產實例。支撐臂是典型的長桿結構，其三維模型如圖1所示。
展開 摘 要：鋼結構主要的連接方法為焊接連接。準確的焊接模擬對節點承載力、焊接變形等分析具有重要的意義。利用Ansys軟件可以實現焊接的數值模擬。把焊接模擬的溫度場、焊接溫度動態變化過程等數值模擬結果與前人試驗結果進行對比，結果表明，采用Ansys軟件進行三維實體建模、并結合生死單元技術模擬焊接過程，求解溫度場與應力應變場，其結果與實際焊接情況具有高度的一致性，溫度場與雷卡林試驗溫度場吻合較好；焊縫附近各點的溫度變化與橫截面上的殘余應力結果，與實際焊接情況相符。此結論為Ansys軟件進行工程結構的焊接模擬的可靠性分析提供了實用的參考價值。
關鍵詞：鋼結構；Ansys數值模擬 ；焊接溫度場；殘余應力
引言
眾所周知，鋼結構的主要連接方法為焊接連接、螺栓連接和鉚釘連接，其中焊接連接是最為常見的、應用最多的連接方法之一[1]。在眾多的焊接方法當中，電弧焊由于設備輕便、搬運靈活、適合于鋼結構的施工作業等特點，成為主要的焊接方法。電弧焊就是在鋼構件連接處，借助電弧放電所產生的高溫，將置于焊縫部位的焊條或焊絲金屬熔化，同時將工件的表面熔化，形成焊接熔池，將兩塊分離的金屬熔合在一起，從而獲得牢固接頭的焊接方法。
焊接過程中，熔池內形成高溫液態金屬，熔池外部熱影響區和母材區域固體傳熱，導致焊接前后溫度的劇烈變化，從而在焊接結構內部產生殘余應力和殘余應變，外部產生殘余變形[2]。在某種程度上，殘余應力會影響到結構的承載能力，殘余變形會導致鋼結構施工安裝困難，殘余應變在使用過程中的釋放會影響到結構后期的正常使用。所以研究鋼結構焊接過程具有很大的實際意義。
計算機技術的飛速發展推動了數值模擬在結構焊接中的應用[3]。焊接數值分析軟件也日趨增多，其中Ansys由于功能強大、計算結果可靠、操作簡便等特點，成為目前土木工程領域常用的有限元軟件之一。
展開 選擇合適的熱源形式和參數對焊接模擬的準確性至關重要。為確保模擬結果的可靠性，通常需要對熱源模型進行校核。熱源校核是通過比較模擬的熔池邊界與實際焊縫熔合線的匹配程度來確定熱源模型的合理性。
根據熱源的作用方式，焊接熱源模型可以分為：
點熱源：熱量集中在一個點上，適用于小范圍高熱輸入情況。面熱源：熱量分布在一個面上，適用于較大范圍的焊接過程。體熱源：熱量分布在一個體積內，用于模擬更復雜的焊接情形。
面熱源和體熱源還可以根據熱量分布的數學形式進行進一步細分。
以前看到一本國外的寫的最近寫的《使用Abaqus進行焊接模擬工程師指南》感覺寫的不是很好，又很多人問我這個該怎么做，就自己編輯了一本本《使用Abaqus進行焊接模擬工程師指南V2.0》,首先從原理上介紹了一些相關知識，然后用ANSA與abaqus分享了常見的：
用子程序模擬熱源的熱力耦合焊接仿真
部分子程序代碼
焊接仿真中如何實現生死單元
以及如何編寫程序，自動生成生死單元的排列。
以及攪拌摩擦焊如何實現以及注意事項
當然知識星球和公眾號《ANSA與CAE分享》中還有很多其他內容，歡迎有興趣的同學加入，一起探討進步。
展開 焊接是指被焊工件的材質（同種或異種），通過加熱或加壓或兩者并用，并且用或不用填充材料，使工件的材質達到原子間的建和而形成永久性連接的工藝過程。按其工藝過程的特點分有熔焊,壓焊和釬焊三大類。
焊接的數值模擬分為結構和流體兩塊，常見的焊接模擬軟件包括：Sysweld、MARC、ANSYS、ABAQUS、FLOW-3D、FLUENT等。
焊接模擬考慮的因素較多，包括熱傳導、電磁場、激光反射、多相流、自由表面、摩擦攪動等，以求得精確的焊縫形態、深度、強度等結構。
參考資料：http://service.caenet.cn/industry20
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焊接模擬的相關專題、標簽、搜索
焊接模擬的最新內容
作者通過LS-DYNA軟件中的流固熱耦合模塊，模擬熱風焊接過程中不同參數對產品各個焊腳上的熱影響和結構變形影響，旨在找到最優熱風槍管道工裝設計結構、流體流量及溫度參數等，為下一步良好的焊接效果做好準備。
Marc軟件提供了多種熱源模型，包括雙橢球體熱源模型和體積熱源模型，能夠精確模擬焊接電弧的熱輸入。重慶大學的研究團隊通過調整熱源參數，如熱流密度、熱源形狀和移動速度，成功復現了焊接過程中的溫度場分布。
2、考慮固態相變（SSPT）和軟化效應（SE）
在焊接過程中，材料的微觀結構會發生復雜的相變，如奧氏體向貝氏體和馬氏體的轉變。
為了解決這些問題，我花時間整理編寫了這份《使用Abaqus進行焊接模擬工程師指南 V2.0》。
這份 76頁 的PDF文檔，不講虛的理論，只講工程實戰。從基礎的熱源理論到復雜的FSW仿真，配合詳細的代碼注釋和操作流程，手把手帶你通關焊接仿真。
熱源使用高斯熱源模型來模擬焊接過程中熱輸入的分布，焊接過程分為兩步，先施加外側角焊縫熱源，再施加內側角焊縫熱源。具體的時間控制和熱源設置都已在K文件中配置完成。
外側焊縫：熱源施加在焊接區域的外側，模擬外側焊縫的加熱過程。
內側焊縫：內側角焊縫的熱源在外側焊縫施焊完成后施加，以模擬時間延遲效應。
4.
最近在做焊接方面的研究，在此分享一個焊接移動熱源模擬的案例供大家參考。
1，創建焊接工件，尺寸為100*50*5（單位mm）。
2，工件材料選用AISI1045鋼，材料參數來源：https://www.matweb.com。abaqus仿真過程中一定注意各參數單位制統一。
Simufact Welding可以模擬多種焊接工藝過程
Simufact Welding可以進行變形量、應力場及溫度場等信息的動態顯示，包括焊接過程中任意節點的溫度、變形、變形分量、熱應力、應力分量等結果。
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使用 Simufact Welding 2024.2 進行電弧焊接過程熱機械模擬
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2025
接觸關系：
定義平臺與反應器之間的接觸類型（如綁定接觸、摩擦接觸），模擬焊接或螺栓連接的真實剛度。
網格劃分：
應力集中區域（如開孔、焊縫、平臺與反應器連接處）采用加密網格，其他區域可適當粗化以提高計算效率。
Marc軟件提供了多種熱源模型，包括雙橢球體熱源模型和體積熱源模型，能夠精確模擬焊接電弧的熱輸入。重慶大學的研究團隊通過調整熱源參數，如熱流密度、熱源形狀和移動速度，成功復現了焊接過程中的溫度場分布。
2、考慮固態相變（SSPT）和軟化效應（SE）
在焊接過程中，材料的微觀結構會發生復雜的相變，如奧氏體向貝氏體和馬氏體的轉變。
利用我們核心求解器的先進OpenMP–MPI功能，HPC平臺上的激光焊接模擬比標準工作站配置最多可快約9倍。
高分辨率單道激光熔化模擬的加速比
更快的模擬運行時間意味著關鍵激光焊接應用的上市時間加快。
3. 求解器改進
1）改進的反射模型
熔體表面的能量反射非常重要，特別是在模擬匙孔時。
