abaqus分析熔池的案例
案例分享 | 基于自定義材料參數(shù)調(diào)試的熔池尺寸分析
Ansys Additive Science增材工藝仿真分析模塊，提供了熔池尺寸分析、成形材料孔隙率預(yù)測(cè)、微觀組織預(yù)測(cè)及零件尺度的溫度歷史預(yù)測(cè)等功能，是目前市場(chǎng)唯一的可以進(jìn)行微觀尺度成形材料分析的增材工藝仿真工具，是企業(yè)、科研院所進(jìn)行金屬增材制造工藝參數(shù)優(yōu)化、組織性能仿真預(yù)測(cè)、成形零件質(zhì)量預(yù)測(cè)的專業(yè)工具。最新的Ansys 2020 R2版本中，新增可對(duì)自定義材料進(jìn)行參數(shù)調(diào)試的功能，大大拓展了模塊可分析材料范圍。本文將展示自定義材料參數(shù)調(diào)試流程，并對(duì)參數(shù)調(diào)試后的自定義材料進(jìn)行熔池尺寸計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，自定義常規(guī)材料經(jīng)過參數(shù)調(diào)試后，熔池尺寸計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)上一致，數(shù)值偏差在10%之內(nèi)。
自定義材料參數(shù)調(diào)試流程
Ansys Additive Science金屬增材工藝仿真模塊，在進(jìn)行熔池尺寸分析、孔隙率預(yù)測(cè)、溫度歷史預(yù)測(cè)等計(jì)算時(shí)，激光吸收系數(shù)與能量穿透深度決定了計(jì)算結(jié)果的精度，由于不同材料、不同粉末粒徑分布的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度均不同，因此想要得到精度更高的計(jì)算結(jié)果，需要對(duì)材料的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度進(jìn)行基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)調(diào)試，下圖為Ansys Additive Science自定義材料參數(shù)調(diào)試的基本流程。
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Ansys Additive Science增材工藝仿真分析模塊，提供了熔池尺寸分析、成形材料孔隙率預(yù)測(cè)、微觀組織預(yù)測(cè)及零件尺度的溫度歷史預(yù)測(cè)等功能，是目前市場(chǎng)唯一的可以進(jìn)行微觀尺度成形材料分析的增材工藝仿真工具，是企業(yè)、科研院所進(jìn)行金屬增材制造工藝參數(shù)優(yōu)化、組織性能仿真預(yù)測(cè)、成形零件質(zhì)量預(yù)測(cè)的專業(yè)工具。最新的Ansys 2020 R2版本中，新增可對(duì)自定義材料進(jìn)行參數(shù)調(diào)試的功能，大大拓展了模塊可分析材料范圍。本文將展示自定義材料參數(shù)調(diào)試流程，并對(duì)參數(shù)調(diào)試后的自定義材料進(jìn)行熔池尺寸計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，自定義常規(guī)材料經(jīng)過參數(shù)調(diào)試后，熔池尺寸計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)上一致，數(shù)值偏差在10%之內(nèi)。
自定義材料參數(shù)調(diào)試流程
Ansys Additive Science金屬增材工藝仿真模塊，在進(jìn)行熔池尺寸分析、孔隙率預(yù)測(cè)、溫度歷史預(yù)測(cè)等計(jì)算時(shí)，激光吸收系數(shù)與能量穿透深度決定了計(jì)算結(jié)果的精度，由于不同材料、不同粉末粒徑分布的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度均不同，因此想要得到精度更高的計(jì)算結(jié)果，需要對(duì)材料的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度進(jìn)行基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)調(diào)試，下圖為Ansys Additive Science自定義材料參數(shù)調(diào)試的基本流程。
展開 PAW焊接熔池_小孔流場(chǎng)與熱場(chǎng)動(dòng)態(tài)行為的數(shù)值分析
PAW焊接熔池_小孔流場(chǎng)與熱場(chǎng)動(dòng)態(tài)行為的數(shù)值分析.1.rar
PAW焊接熔池_小孔流場(chǎng)與熱場(chǎng)動(dòng)態(tài)行為的數(shù)值分析2.rar
案例分享 | 基于自定義材料參數(shù)調(diào)試的熔池尺寸分析
Ansys Additive Science增材工藝仿真分析模塊，提供了熔池尺寸分析、成形材料孔隙率預(yù)測(cè)、微觀組織預(yù)測(cè)及零件尺度的溫度歷史預(yù)測(cè)等功能，是目前市場(chǎng)唯一的可以進(jìn)行微觀尺度成形材料分析的增材工藝仿真工具，是企業(yè)、科研院所進(jìn)行金屬增材制造工藝參數(shù)優(yōu)化、組織性能仿真預(yù)測(cè)、成形零件質(zhì)量預(yù)測(cè)的專業(yè)工具。最新的Ansys 2020 R2版本中，新增可對(duì)自定義材料進(jìn)行參數(shù)調(diào)試的功能，大大拓展了模塊可分析材料范圍。本文將展示自定義材料參數(shù)調(diào)試流程，并對(duì)參數(shù)調(diào)試后的自定義材料進(jìn)行熔池尺寸計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，自定義常規(guī)材料經(jīng)過參數(shù)調(diào)試后，熔池尺寸計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)上一致，數(shù)值偏差在10%之內(nèi)。
自定義材料參數(shù)調(diào)試流程
Ansys Additive Science金屬增材工藝仿真模塊，在進(jìn)行熔池尺寸分析、孔隙率預(yù)測(cè)、溫度歷史預(yù)測(cè)等計(jì)算時(shí)，激光吸收系數(shù)與能量穿透深度決定了計(jì)算結(jié)果的精度，由于不同材料、不同粉末粒徑分布的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度均不同，因此想要得到精度更高的計(jì)算結(jié)果，需要對(duì)材料的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度進(jìn)行基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)調(diào)試，下圖為Ansys Additive Science自定義材料參數(shù)調(diào)試的基本流程。
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案例分享 | 基于自定義材料參數(shù)調(diào)試的熔池尺寸分析
Ansys Additive Science增材工藝仿真分析模塊，提供了熔池尺寸分析、成形材料孔隙率預(yù)測(cè)、微觀組織預(yù)測(cè)及零件尺度的溫度歷史預(yù)測(cè)等功能，是目前市場(chǎng)唯一的可以進(jìn)行微觀尺度成形材料分析的增材工藝仿真工具，是企業(yè)、科研院所進(jìn)行金屬增材制造工藝參數(shù)優(yōu)化、組織性能仿真預(yù)測(cè)、成形零件質(zhì)量預(yù)測(cè)的專業(yè)工具。最新的Ansys 2020 R2版本中，新增可對(duì)自定義材料進(jìn)行參數(shù)調(diào)試的功能，大大拓展了模塊可分析材料范圍。本文將展示自定義材料參數(shù)調(diào)試流程，并對(duì)參數(shù)調(diào)試后的自定義材料進(jìn)行熔池尺寸計(jì)算結(jié)果實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，自定義常規(guī)材料經(jīng)過參數(shù)調(diào)試后，熔池尺寸計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果趨勢(shì)上一致，數(shù)值偏差在10%之內(nèi)。
自定義材料參數(shù)調(diào)試流程
Ansys Additive Science金屬增材工藝仿真模塊，在進(jìn)行熔池尺寸分析、孔隙率預(yù)測(cè)、溫度歷史預(yù)測(cè)等計(jì)算時(shí)，激光吸收系數(shù)與能量穿透深度決定了計(jì)算結(jié)果的精度，由于不同材料、不同粉末粒徑分布的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度均不同，因此想要得到精度更高的計(jì)算結(jié)果，需要對(duì)材料的激光吸收系數(shù)及能量穿透深度進(jìn)行基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的參數(shù)調(diào)試，下圖為Ansys Additive Science自定義材料參數(shù)調(diào)試的基本流程。
展開 金屬板激光匙孔焊接中鈕扣孔缺陷的熔池分析 | FLOW-3D
Wire Based Laser Metal Deposition (LMD)
基于激光熔覆技術(shù)的焊接加工技術(shù)
零件是通過使用激光束熔化金屬絲而制成，是一種近凈成形方法
通過優(yōu)化激光功率、送絲速度和送絲方向，可以實(shí)現(xiàn)工藝穩(wěn)定性
金屬板激光匙孔焊接中鈕扣孔缺陷的熔池分析
Won-ik Cho, Peer Woizeschke, Analysis of molten pool behavior with buttonhole formation in laser keyhole welding of sheet metal, (2019) https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119528.
研究單位：Bremen Institute for Applied Beam Technology
研究動(dòng)機(jī)：提高金屬板生產(chǎn)時(shí)的焊縫質(zhì)量
問題描述：以擺動(dòng)式激光進(jìn)行焊接加工過程中，在激光束后方會(huì)形成類似鈕扣造型的孔洞，似乎會(huì)對(duì)熔池的穩(wěn)定性造成影響。類似孔洞的發(fā)生，會(huì)影響焊縫的表面質(zhì)量
研究目標(biāo)：希望了解該鈕扣型孔洞產(chǎn)生的原因
研究重點(diǎn)：利用FLOW-3D模擬不同條件下鈕扣孔的形成
通過CFD模擬，觀察了送絲和激光束擺動(dòng)激光焊接中的鈕扣孔現(xiàn)象，得出以下結(jié)論：
紐扣孔在加工過程中持續(xù)產(chǎn)生
穩(wěn)定的鈕扣孔會(huì)減少熔池的運(yùn)動(dòng)
間隙尺寸 – 較大間隙是鈕扣孔形成的關(guān)鍵參數(shù)
展開 增材專欄 l 選區(qū)激光熔化SLM金屬3D打印的熔池及單道熔覆層仿真分析
圖4：激光功率對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長(zhǎng)；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖5。
圖5：激光掃描速度對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長(zhǎng)；
（2）相應(yīng)工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)且出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長(zhǎng)；
（2）在相應(yīng)工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
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圖4：激光功率對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長(zhǎng)；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖5。
圖5：激光掃描速度對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長(zhǎng)；
（2）相應(yīng)工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)且出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長(zhǎng)；
（2）在相應(yīng)工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
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圖4：激光功率對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖4所分析工況可以看出：
（1）隨激光功率的增加，打印熔池變寬且加長(zhǎng)；
（2）隨激光功率增加，熔池的熔深也增加，熔深的增加增大了上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)，最終使得兩層之間孔隙減少。
激光掃描速度的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同激光掃描速度下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖5。
圖5：激光掃描速度對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖5所分析工況可以看出：
（1）隨激光掃描速度的增加，打印熔池變窄且加長(zhǎng)；
（2）相應(yīng)工況下隨激光掃描速度的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)且出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨激光掃描速度的增加，熔池的熔深減小，熔深的減小使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
鋪粉層厚的影響分析
本文在其他制備參數(shù)一致的條件下對(duì)比了不同鋪粉層厚下熔池及單道熔覆層的形態(tài)，某工況下的對(duì)比結(jié)果見圖6。
圖6：鋪粉層厚對(duì)熔池及單道熔覆層的影響，來源安世亞太
僅針對(duì)圖6所分析工況可以看出：
（1）隨鋪粉層厚的增加，打印熔池稍有變窄及加長(zhǎng)；
（2）在相應(yīng)工況下，隨鋪粉層厚的增加，熔池由連續(xù)逐漸變得不連續(xù)出現(xiàn)明顯的球化，球化的出現(xiàn)使得熔覆層表面變得不平整；
（3）隨鋪粉層厚的增加，使得上一層打印層（或基板）的重熔區(qū)變薄，最終使得兩層之間孔隙增加。
展開 Abaqus子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù) 附ABAQUS結(jié)構(gòu)工程分析及實(shí)例詳解文檔下載
-通過2個(gè)工程案例學(xué)習(xí)Abaqus中的子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù)”
子結(jié)構(gòu)與子模型技術(shù)在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統(tǒng)有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術(shù)來降低求解成本。
子結(jié)構(gòu)
子模型
生成矩陣
對(duì)稱模型生成、結(jié)果傳遞和循環(huán)對(duì)稱模型
周期介質(zhì)分析
網(wǎng)格劃分的梁橫截面
擴(kuò)展有限元方法（XFEM）
適當(dāng)?shù)乩眠@些抽象化建模技術(shù)可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結(jié)構(gòu)和子模型技術(shù)。
01
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子結(jié)構(gòu)
在有限元分析里，子結(jié)構(gòu)也叫超級(jí)單元，是由多個(gè)單元組成的一個(gè)“整體單元”，它在線性分析的基礎(chǔ)上消除了“整體單元”中保留節(jié)點(diǎn)以外所有節(jié)點(diǎn)的自由度；子結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)矩陣（剛度、質(zhì)量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據(jù)需求恢復(fù)內(nèi)部求解。
很多實(shí)際工程結(jié)構(gòu)都比較龐大，導(dǎo)致完整結(jié)構(gòu)的有限元模型計(jì)算量超出計(jì)算機(jī)的硬件資源，對(duì)于具有線性響應(yīng)的此類問題，可以使用子結(jié)構(gòu)縮聚的方法，在一般配置的計(jì)算機(jī)上來求解完整結(jié)構(gòu)的響應(yīng)。
展開 
Abaqus 非線性屈曲分析方法 附ABAQUS分析手冊(cè)分析卷下載
當(dāng)然，對(duì)于方筒這類實(shí)際上是通過顯示方法實(shí)現(xiàn)的，更準(zhǔn)確的講是動(dòng)力屈曲分析，所以我們還得判斷動(dòng)能、塑形耗散等能量參數(shù)，才能使結(jié)果更加準(zhǔn)確。
下載地址：ABAQUS分析手冊(cè)分析卷
Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
展開 基于Abaqus的建筑結(jié)構(gòu)隔震分析 附ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用下載
本文通過時(shí)程分析的方法，考察隔震結(jié)構(gòu)在大震作用下的性能，結(jié)果顯示，在大震作用下，結(jié)構(gòu)的整體響應(yīng)，無(wú)論是位移角還是結(jié)構(gòu)的剪力，與小震結(jié)果都有明顯差異，隔震支座對(duì)結(jié)構(gòu)性能的改善，主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的上部，對(duì)結(jié)構(gòu)的中下部則較小，且不再滿足規(guī)范中對(duì)剪力降低50%的要求。另一方面，非線性的影響會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果起到放大作用，使微小差異的結(jié)構(gòu)方案在大震作用中表現(xiàn)出明顯不同的抗震性能。
下載地址 ：ABAQUS建筑結(jié)構(gòu)分析應(yīng)用
Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷下載
三、后處理
1、位移云圖
圖8 位移云圖
2、應(yīng)力云圖
圖9 接觸定義
下載地址：Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷
