雙橢球的案例
5種熱源公式 包含 高斯 雙橢球 旋轉(zhuǎn)高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源
焊接模擬各種熱源公式.docx
含有 高斯 雙橢球 旋轉(zhuǎn)高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源 的熱源公式。
神筆馬良——Abaqus萬能熱源插件 ￥1500
其中v2.0用于定義高斯面熱源，v3.0為雙橢球體熱源。通過該程序可直接省略Fortran子程序的編程過程，讓熱源乖乖地沿著你設(shè)定的路徑運行。因此對于不熟悉ABAQUS子程序的初學(xué)者是十分友好和適用的。
經(jīng)過多個實例驗證，該插件均順利按照指定的路徑、順序以及功率參數(shù)生成了預(yù)期的移動熱源。
實例一：同路徑雙熱源
實例二：4條熱源路徑
實例三：10條熱源路徑
實例四：基于局部坐標系的熱源定向技術(shù)
雙橢球與高斯熱源的主要區(qū)別不僅是體熱源與面熱源的區(qū)別，更關(guān)鍵的是，由于雙橢球熱源模型是非對稱的，因此它具有方向性，下圖是兩種熱源分布形態(tài)示意圖。
本程序中，基于熱源路徑方向和表面法向定義了熱源的局部坐標系，從而實現(xiàn)了雙橢球熱源隨路徑自適應(yīng)地轉(zhuǎn)換模型的方向。下圖為雙橢球熱源的熱通量云圖，其中左側(cè)沒有考慮雙橢球的方向，熱流量分布不合理；右側(cè)基于路徑建立了雙橢球熱源的局部坐標系，使熱源分布按路徑不斷變換方向。
使用說明：
本案例實現(xiàn)了高斯面熱源和雙橢球體熱源兩類程序（v2.0和v3.0），以表格的形式展開，每行代表一個熱源。下圖為高斯熱源插件界面：
準備原始模型，在模型中畫出預(yù)期的移動路徑；在裝配模塊建立好裝配體；設(shè)置好材料屬性；在需要加載高斯面熱源的面上施加自定義表面熱流載荷，如下圖：（在需要加載雙橢球體熱源的結(jié)構(gòu)體上施加自定義體積熱流載荷）
分別建立每條路徑和起點的集（set），一般情況不必指定路徑起點。
打開移動熱源插件（如已打開，直接點擊“更新”按鈕即可）；打開方法：在菜單欄依次點擊Plug-ins -> ToolBoxes -> 自由熱源，點擊多路徑按鈕即彈出程序界面。
展開 Abaqus模擬焊接（雙橢球熱源）的方法與步驟詳解（內(nèi)含完整雙橢球熱源子程序） ￥1.7
Abaqus模擬焊接（雙橢球熱源）的方法與步驟詳解（內(nèi)含完整雙橢球熱源子程序）
重磅發(fā)布！Abaqus焊接仿真指南V2.0：從DFLUX子程序到FSW全流程詳解 ￥29.9
高斯熱源和雙橢球熱源怎么選？
DFLUX子程序里的坐標系怎么轉(zhuǎn)換？
幾十道焊縫的分析步，手動設(shè)置要累死人，怎么用Python自動化？
攪拌摩擦焊（FSW）的CEL歐拉-拉格朗日耦合怎么做？
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(zhàn)。從基礎(chǔ)的熱源理論到復(fù)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(guān)焊接仿真。
?? 指南核心內(nèi)容搶先看
這份指南涵蓋了焊接仿真的兩大核心路線：平板多道焊（TIG） 與 攪拌摩擦焊（FSW），包含以下精華板塊：
1?? 焊接熱源模型全解析
不清楚什么是高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源？文檔詳細解析了各種熱源的數(shù)學(xué)公式及適用場景（TIG、MIG、激光焊等），教你如何根據(jù)熔池形狀選擇最準確的模型。
2?? 手把手教你寫 DFLUX 子程序
這是很多人的噩夢，也是本指南的重點。 我不僅提供了完整的 雙橢球熱源 Fortran 代碼，還對每一行代碼進行了中文注釋。
如何定義移動路徑？
如何控制熱流密度？
如何與Abaqus交互？代碼直接Copy就能用！
3?? 生死單元技術(shù)（Model Change）
想模擬真實的材料填充過程？必須掌握生死單元。文檔詳細演示了如何在Abaqus中設(shè)置 Model Change，以及如何通過 Python 腳本 自動創(chuàng)建大量的Set集和分析步，告別機械重復(fù)的體力活。
展開 
ARtrix HUD 工具箱 2021.9 版本發(fā)布
3.眼橢球導(dǎo)入轉(zhuǎn)換支持
Tools工具菜單下的Align Eyebox andWindshield Orientation功能(EyeBox與風擋玻璃坐標系自動定位與對齊功能)，以前版本要求Eyebox為一矩形面；新版本放寬了該限制，新增眼橢球的導(dǎo)入支持（可以不要求導(dǎo)入矩形Eyebox）,可以直接輸入兩橢球的物體編號，然后程序會根據(jù)雙橢球與風擋玻璃的位置轉(zhuǎn)向自動計算并匹配為Zemax自身的坐標系，無需人為調(diào)整，且坐標系調(diào)整對齊后，會根據(jù)雙橢球的大小自動生成矩形Eyebox方便定位及尺寸檢驗，該過程為全自動化進行：
①導(dǎo)入CAD形式雙橢球與風擋玻璃（裝配體或者零件體形式）到Zemax非序列模式。
②爆炸成單獨零件體形式，然后打開工具箱，切換到Tools菜單下的坐標系對齊功能，輸入雙橢球物體編號2,3。
③然后單擊Align Coordinate按鈕，等待幾秒鐘程序自動計算完成。坐標系對齊后，會自動生成Eyebox并顯示Eyebox尺寸數(shù)據(jù):如125X93mm。全過程不需要機械工程師及光學(xué)工程師做任何坐標系調(diào)整及轉(zhuǎn)換，ARtrix程序自動完成。后續(xù)用戶可以進行風擋玻璃平滑性分析、矢高采集、草圖繪制及初始結(jié)構(gòu)智能創(chuàng)建等工作。
4.風擋玻璃支持測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入
以前版本風擋玻璃支持（STEP,IGS,SAT）等格式的輸入，新版本擴充對STL格式的支持，STL格式可以支持儀器的實測數(shù)據(jù)導(dǎo)入。
展開 焊接/鍵合殘余應(yīng)力與變形怎么算？Abaqus 熱-力順序耦合與 DFLUX 詳解 ￥59.9
——科研到工程：Abaqus Goldak 雙橢球 + FROM FILE 實現(xiàn)可復(fù)現(xiàn)實驗結(jié)果（含 Goldak 熱源 DFLUX ）
適用人群：做焊接/鍵合殘余應(yīng)力/變形預(yù)測、增材制造熱-力場分析的工程師與研究生
代碼環(huán)境：Abaqus/CAE 2019（Python 2.7），Abaqus/Standard（DFLUX Fortran 子程序）
本文提供 兩個腳本（Abaqus/CAE Python 自動網(wǎng)格建模腳本 + Fortran DFLUX 熱源子程序）梳理成一套可復(fù)用的 有限元計算流程：
從物理到實現(xiàn) 的清晰鏈路：能量輸入 → 傳熱 → 溫度–時間歷程 → FROM FILE 映射 → 彈塑性力學(xué)響應(yīng)；
建模與求解流程：幾何、分區(qū)、網(wǎng)格、邊界、步長、輸出與文件命名；
Goldak 雙橢球熱源與熱力耦合理論： 在 DFLUX 中的實現(xiàn)原理與關(guān)鍵參數(shù)；
目錄
- 用 Abaqus 做焊接/鍵合熱-力耦合的“一鍵批量建模與計算”
- 目錄
- 1. 為什么要做焊接/鍵合熱-力耦合？
- 2. Goldak 雙橢球熱源與能量守恒
- 3. 總體流程與工程目錄
- 4. 熱分析建模要點（Thermal）
- 5. 力學(xué)分析建模要點（Mechanical）
- 6. 自動化批量建模腳本（Python，最終版）
- 7. DFLUX：Goldak 體熱源子程序（Fortran）
- 8. 模型驗證
- 9. 參考參數(shù)與推薦文獻
1. 為什么要做焊接/鍵合熱-力耦合？
焊接/鍵合是強非線性、強非穩(wěn)態(tài)的多物理場過程：移動熱源瞬時把能量輸入到極小體積，熱擴散與對流/輻射把能量帶走，材料在不同溫度區(qū)間內(nèi)經(jīng)歷彈性–塑性–循環(huán)硬化乃至回復(fù)。
展開 ANSYS Mechanical在焊接仿真中的應(yīng)用
雙橢圓分布熱源
體積分布熱源：半橢球分布熱源、雙橢球分布熱源
半橢球分布熱源
對于熔化極氣體保護電弧焊或高能束流焊，焊接熱源的熱流密度不光作用在工件表面上，也沿工件厚度方向作用。此時，應(yīng)該將焊接熱源作為體積分布熱源。為了考慮電弧熱流沿工件厚度方向的分布，可以用橢球體模式來描述
實際上，由于電弧沿焊接方向運動，電弧熱流是不對稱分布的。由于焊接速度的影響，電弧前方的加熱區(qū)域要比電弧后方的小；加熱區(qū)域不是關(guān)于電弧中心線對稱的單個的半橢球體，而是雙半橢球體，并且電弧前、后的半橢球體形狀也不相同
雙橢球分布熱源
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ANSYS Workbench作為統(tǒng)一的多場耦合分析平臺，支持數(shù)據(jù)協(xié)同，因此在Workbench中建立該焊接分析的耦合項目，如下圖所示。
在本例中，僅以說明焊接仿真流程為例，因此材料假定為線彈性結(jié)構(gòu)鋼，在EngineerData中輸入材料參數(shù)如下：
ANSYS Workbench以ANSYS Meshing為基礎(chǔ)對模型進行網(wǎng)格劃分，對于此模型中的兩個焊接件和焊縫均以六面體方式進行劃分，除此之外，軟件還提供了大量的size function、局部控制等功能，針對不同特征的幾何模型進行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分。
以Workbench平臺以基礎(chǔ)對焊接過程進行瞬態(tài)熱分析需要用到基于ANSYS Workbench開發(fā)的Moving_Heat_Flux插件。該插件嵌入在Workbench界面中，提供了以平面高斯熱源法為基礎(chǔ)的移動熱源分布方式，在該插件中用戶可以指定焊移動速度、焊接電流、功率，焊接時間等參數(shù)。除此之外，進行傳熱過程分析，還需要輸入瞬態(tài)熱分析所需的其他邊界條件如Convection等。
展開 論焊接，3D打印模擬的熱源模型——焊縫、3D打印高度變換模擬
典型的函數(shù)體熱源是高斯旋轉(zhuǎn)體熱源（也可看做椎體熱源）和雙橢球熱源，也包括一些組合型熱源（比如高斯面熱源組合柱狀體熱源等）。這些體函數(shù)熱源在一些權(quán)威文獻中得到了驗證，其模擬效果確實精于普通的高斯面熱源。但是，體函數(shù)熱源也有其限制，對熱源函數(shù)加載區(qū)的網(wǎng)格密度要求較高，若想描述一個體熱源函數(shù)，在X,Y,Z任意一個方向上都要有至少十幾個節(jié)點（甚至更多吧）來描述函數(shù)在該方向上的變化，然后施以變化的節(jié)點熱流密度。而且，在這一過程中，還要能夠精確的選取到想要的節(jié)點才行，也就是對節(jié)點的坐標控制也要較為精確。因此，想施加體函數(shù)熱源對網(wǎng)格的基本要求是：1網(wǎng)格較密；2均勻的網(wǎng)格劃分來獲得較好選取的坐標用以后續(xù)的坐標變換控制熱源移動。
關(guān)于生死單元，目前應(yīng)用也特別多，尤其對于有焊縫熔敷金屬填充的焊接工藝，生死單元幾乎是必選方案，對于3D打印，生死單元也是必選的方法之一。這里明確一點：利用殺死和激活單元并不屬于熱源模型的一部分，只是利用單元的生死來模擬材料的填充過程而已。因此，生死單元法其實是可以配合任何一種熱源模型的。比如，如果條件允許是完全可以做到生死單元+雙橢球熱源這種模擬方法的。但不要忘了它們各自的限制，很多時候讓你無法達成這一效果。
我在任何一套焊接模擬視頻課件中，都會反復(fù)強調(diào)幾個概念：模型簡化的重要性，宏觀模擬與微觀模擬的區(qū)別，定性分析與定量分析的區(qū)別。當研究目的確定后，一定要分清自己對模擬過程的訴求是什么，這點特別重要。
對于大部分焊接，3D打印模擬來說，也包括很多類似的移動熱源模型，比如磨削生熱過程，路面移動加熱過程，火焰移動加熱過程等，一個宏觀的定性分析往往是可以獲得很多想要的結(jié)果的，也是可以滿足研究目的的，比如工藝優(yōu)化。因為能夠指導(dǎo)我們進行工藝優(yōu)化或問題分析的不一定是一個量化指標，很多時候我們需要的僅僅是某個參數(shù)的影響，或結(jié)果的變化規(guī)律。
展開 comsol激光熔覆仿真模型 ￥50
<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導(dǎo)致了熔池中復(fù)雜的流動現(xiàn)象。以及熱行為對凝固組織和性能有顯著影響。通過三維數(shù)值模型來模擬在316L上激光熔覆過程中的傳熱、流體流動、凝固過程。僅提供模型，按需購買！</p><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif" style="text-align: center">
<img src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202404/attachment/751a0fac3c63410c8278ee7ccdbd44a0.gif?
展開 經(jīng)典模擬案例6-來回三通道的道路移動載荷模擬（結(jié)果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數(shù)值模擬非常有經(jīng)驗，目前已經(jīng)完成有2000+的模擬案例。
如若有技術(shù)支持需要，可聯(lián)系我QQ 284589695。
展開 經(jīng)典模擬案例9-超聲波焊接（結(jié)果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數(shù)值模擬非常有經(jīng)驗，目前已經(jīng)完成有2000+的模擬案例。
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Abaqus基礎(chǔ)教程12--焊接仿真
常見熱結(jié)構(gòu)耦合分析步，如下：
定義生死單元和表面對流
定義負載條件
定義雙橢球熱源參數(shù)及焊接參數(shù)
提交計算，查看應(yīng)力分布如下：
查看變形
查看某一時刻溫度
經(jīng)典模擬案例3-基坑開挖（結(jié)果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數(shù)值模擬非常有經(jīng)驗，目前已經(jīng)完成有2000+的模擬案例。
如若有技術(shù)支持需要，可聯(lián)系我QQ 284589695。
展開 經(jīng)典模擬案例11-壓力電阻焊接（結(jié)果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
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展開 經(jīng)典案例模擬2-雙絲焊接移動熱源模擬
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
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