焊接數(shù)值模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-23
焊接數(shù)值模擬的視頻教程
ABAQUS焊后熱處理消除焊接殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬（蠕變應(yīng)力松弛）
以管道環(huán)焊縫焊接殘余應(yīng)力為初始條件，考慮焊后熱處理的蠕變應(yīng)力松弛機(jī)制，使用abaqus計(jì)算了PWHT后的殘余應(yīng)力分布狀態(tài)。詳細(xì)講解了殘余應(yīng)力導(dǎo)入過程及后處理。QQ1224294049 參考： https://www.yqgqt.org.cn/content/post/422113 https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12175
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如何快速掌握基于ABAQUS軟件的焊接、裂紋擴(kuò)展、子程序二次開發(fā)等數(shù)值模擬方法
如何快速掌握基于ABAQUS軟件的焊接、裂紋擴(kuò)展、子程序二次開發(fā)等數(shù)值模擬方法【已結(jié)束】 ?直播時(shí)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(kuò)展模擬、常用子程序的二次開發(fā)模擬等。
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聯(lián)合Hypermesh與MSC.marc的T型角焊有限元模擬
msc.marc軟件中集成了焊接功能模塊，非常方便進(jìn)行焊接數(shù)值模擬；除此之外，msc.marc軟件還提供了各種用戶子程序，便于用戶開發(fā)自己的焊接熱源模型。 本章節(jié)聯(lián)合hypermesh與msc.marc進(jìn)行合金鋼的T型角焊，案例簡(jiǎn)單明了，便于用戶了解掌握整個(gè)焊接模擬過程和操作方法。
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焊接數(shù)值模擬的實(shí)例教程
圖7(c)為四邊自由的鋼板對(duì)接焊接[11]，其橫截面處的殘余應(yīng)力分布形式與圖7(b)對(duì)比可見，數(shù)值模擬的橫截面處殘余應(yīng)力分析結(jié)果與實(shí)際殘余應(yīng)力分布圖形形態(tài)大致相同。由于焊接過程中的溫度變化，使鋼板發(fā)生了不均勻的收縮膨脹，所以在焊縫附近產(chǎn)生收縮變形，遠(yuǎn)離焊縫處產(chǎn)生了拉伸變形，由于沒有外在的約束作用，故其拉壓應(yīng)力相互平衡，該數(shù)值模擬正確地反映了這一特點(diǎn)。
3 結(jié)論
焊接過程是非常復(fù)雜的，影響因素很多，現(xiàn)有的理論還無法準(zhǔn)確地描述。截止到目前，數(shù)值模擬是一種較好的研究焊接溫度場(chǎng)、焊縫應(yīng)力和焊接變形的方法。根據(jù)本文研究，可得如下結(jié)論：
(1) 利用數(shù)值模擬方法確定焊接變形和應(yīng)力，其前提是有準(zhǔn)確的溫度場(chǎng)；Ansys數(shù)值模擬的溫度場(chǎng)與雷卡林試驗(yàn)溫度場(chǎng)吻合較好，表明焊接數(shù)值模擬獲得的溫度場(chǎng)較為準(zhǔn)確。
(2) 焊縫附近各點(diǎn)的溫度變化與實(shí)際焊接情況相符，表明Ansys能夠很好地模擬焊接整個(gè)動(dòng)態(tài)過程。
(3) 焊接結(jié)構(gòu)施加溫度荷載以后，可以實(shí)現(xiàn)殘余應(yīng)力的模擬，由鋼板橫截面上的殘余應(yīng)力結(jié)果看出，與實(shí)際焊接情況相符。
由此可見，工程結(jié)構(gòu)中的焊接過程，可以通過Ansys軟件進(jìn)行分析計(jì)算，焊接模擬的準(zhǔn)確度滿足建筑結(jié)構(gòu)的要求，可以用來解決結(jié)構(gòu)焊接的實(shí)際問題。正確的殘余應(yīng)力模擬，對(duì)于分析焊接結(jié)構(gòu)的安全性、焊接變形和焊接以后承受荷載的二次變形等具有重要的意義。當(dāng)然對(duì)于比較重要的大型結(jié)構(gòu)最好再進(jìn)行物理模型試驗(yàn)，以驗(yàn)證結(jié)果的可靠性。
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展開 熱彈塑性有限元法是焊接數(shù)值模擬的基本方法，該方法跟蹤整個(gè)焊接過程，已給定的時(shí)間不長(zhǎng)，計(jì)算出每個(gè)時(shí)刻的焊接溫度場(chǎng)，以及計(jì)算出每個(gè)時(shí)間段由于溫度變化引起的應(yīng)力應(yīng)變?cè)隽浚鸩嚼塾?jì)疊加，最終得到的則為殘余應(yīng)力與變形。因此該方法同上也可以分析焊接過程中任何時(shí)刻的瞬態(tài)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)。該方法從原理上可以分析任何復(fù)雜結(jié)構(gòu)的焊接應(yīng)力與變形，但其缺點(diǎn)是計(jì)算量太大和時(shí)間太長(zhǎng)，因而對(duì)于一些大型焊接結(jié)構(gòu)還難以完全實(shí)現(xiàn)。
焊接殘余應(yīng)力與變形產(chǎn)生的根本原因是焊接和冷卻過程中產(chǎn)生的塑性應(yīng)變、溫度應(yīng)變和應(yīng)變。對(duì)于大型構(gòu)件的焊接變形問題，產(chǎn)生塑性應(yīng)變、溫度應(yīng)變和相變應(yīng)變的區(qū)域通常僅限于焊縫附近，而焊縫區(qū)在整個(gè)構(gòu)件中所占的比例是相當(dāng)小的，故可以將整個(gè)構(gòu)件近似為彈性體來處理，在焊縫區(qū)施加與塑性應(yīng)變、溫度應(yīng)變和相變應(yīng)變等效的邊界條件，通過彈（塑）性有限元分析得到構(gòu)件的殘余應(yīng)力與變形的近似值。這種簡(jiǎn)化手段避免了數(shù)值模擬過程中的瞬態(tài)分析和高溫導(dǎo)致的計(jì)算難點(diǎn)，大幅度地縮短了計(jì)算時(shí)間，可以得到具有一定準(zhǔn)確度的殘余應(yīng)力和變形值，因而得到了一定的應(yīng)用。這種彈性體加載的簡(jiǎn)化方法，根據(jù)對(duì)焊縫施加的邊界條件的性質(zhì)不同，可以分為體積收縮法、收縮力法、彈簧單元法和固有應(yīng)變法，下面分別作簡(jiǎn)單介紹[22]。
2.3.1收縮力法
在焊接時(shí)，焊縫及其附近的金屬由于高溫下的自由變形受到阻礙，產(chǎn)生了壓縮塑性變形，它的存在使構(gòu)件相當(dāng)于受到一個(gè)外加壓力的作用而縮短和彎曲。該假想壓力被稱為焊縫收縮力。收縮力的大小主要取決于焊接過程參數(shù)以及材料的熱力特征值其次決定于構(gòu)件的剛度和焊接接頭的熱流。
焊接過程的主要參數(shù)是熱輸入量和焊接速度v。根據(jù)（2-27）時(shí)組合成單位長(zhǎng)度焊縫的熱輸入量，收縮力與單位長(zhǎng)度焊縫的熱輸入量存在近似公式。
展開 焊接是一種歷史悠久的制造工藝，同時(shí)也是應(yīng)用最廣泛的材料連接 方式之一。我國(guó)是鋼鐵產(chǎn)銷大國(guó)，同 樣也是焊接應(yīng)用大國(guó)。當(dāng)前的焊接 應(yīng)用中還存在很多落后的工藝方式， 將現(xiàn)代焊接數(shù)值仿真技術(shù)應(yīng)用于傳 統(tǒng)的焊接工藝，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù) 值模擬技術(shù)改造傳統(tǒng)的焊接工藝，對(duì) 加速我國(guó)焊接信息化與工業(yè)化的進(jìn) 程有著非常重要的意義。
焊接模擬技術(shù)現(xiàn)狀
焊接數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展是隨著焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，有限元數(shù)值 模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展而逐 步開始的。焊接工藝的仿真，主要是 針對(duì)焊接溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力、變形等 幾個(gè)方面，旨在改善焊接部件的制造 質(zhì)量，提高產(chǎn)品服役性能，優(yōu)化焊接 順序等工藝過程。傳統(tǒng)焊接質(zhì)量的 好壞非常依賴于焊接工人的經(jīng)驗(yàn)，而 焊接數(shù)值模擬技術(shù)就是利用數(shù)值模 擬方法找到優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)，例 如焊接材料、溫控條件、夾具條件、焊 接順序等。
目前，焊接領(lǐng)域數(shù)值模擬的對(duì)象 大致有以下幾個(gè)方面：
1） 焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬。其 中包括焊接傳熱過程、熔池 形成和演變、電弧物理現(xiàn)象 等。
2） 焊接金屬學(xué)和物理 過程的模擬。包括熔化、凝 固、組織變化、成分變化、晶 粒的長(zhǎng)大、氫擴(kuò)散等。
3） 焊接應(yīng)力與變形的 數(shù)值模擬。包括焊接過程中應(yīng)力、應(yīng)變的變化和殘余應(yīng)力、殘余 應(yīng)變等。
4） 焊接接頭的力學(xué)行為和性 能的數(shù)值模擬。包括斷裂、疲勞、力 學(xué)不均勻性、幾何不均勻性及組織、 結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等。
5） 焊縫質(zhì)量評(píng)估的數(shù)值模擬。 包括裂縫、氣孔等各種缺陷的評(píng)估及 預(yù)測(cè)。
6） 具體焊接工藝的數(shù)值模擬。 例如電子束焊接、激光焊接、離子弧 焊接、電阻焊等。
常用的焊接數(shù)值模擬方法有： 差分法、有限元法和蒙特卡洛法。
展開 焊接分析介紹
焊接是通過加熱、高溫或高壓將金屬或熱塑性材料接合的工藝，焊接過程中的物理與化學(xué)變化直接影響接頭的力學(xué)性能，并可能引發(fā)應(yīng)力和變形。傳統(tǒng)的工藝試驗(yàn)方法難以達(dá)到理想效果，因此，越來越多的企業(yè)開始采用有限元仿真來分析焊接過程。
焊接技術(shù)種類繁多，包括MIG、MAG、TIG焊接、激光焊接、電阻焊和攪拌摩擦焊等，其中電弧焊和激光焊因熱輸入量大，容易產(chǎn)生較為明顯的變形，成為研究重點(diǎn)。
焊接分析中的關(guān)鍵問題包括：
熱源定義：焊接熱源具有高斯分布，與普通傳熱分析不同，需要特別處理。熱源路徑：焊接熱源隨時(shí)間移動(dòng)，路徑復(fù)雜，不像普通傳熱固定在一個(gè)位置。計(jì)算效率：熱機(jī)耦合分析計(jì)算復(fù)雜，需要通過優(yōu)化網(wǎng)格和簡(jiǎn)化算法提升效率。
解決這些問題的常用方法是通過Fortran子程序和Python腳本定義熱源和熱源路徑，并在計(jì)算中改進(jìn)網(wǎng)格和算法以提升效率。
熱源模型
焊接熱源模型是用于描述熱輸入在時(shí)間和空間上的分布的數(shù)學(xué)表達(dá)，通常用于焊接過程的數(shù)值模擬中。熱源模型的選擇和參數(shù)設(shè)定直接影響模擬結(jié)果的精度，尤其是在焊接溫度場(chǎng)、流場(chǎng)、應(yīng)力和應(yīng)變的計(jì)算中。
焊接熱源模型可以分為靜態(tài)熱源模型和動(dòng)態(tài)熱源模型：
靜態(tài)熱源模型：假設(shè)熱源在焊接過程中不隨時(shí)間變化，適用于熱輸入分布較為均勻的情況。這是當(dāng)前大多數(shù)焊接數(shù)值模擬中使用的模型。動(dòng)態(tài)熱源模型：熱源在焊接過程中隨時(shí)間變化，更加符合實(shí)際焊接過程，但增加了計(jì)算的難度和時(shí)間成本。
在焊接過程的數(shù)值模擬中，焊接熱源具有局部集中、瞬時(shí)和快速移動(dòng)的特點(diǎn)，易形成溫度梯度較大的不均勻溫度場(chǎng)，導(dǎo)致焊接應(yīng)力和應(yīng)變。
展開 焊接是一種歷史悠久的制造工 藝，同時(shí)也是應(yīng)用最廣泛的材料連接 方式之一。我國(guó)是鋼鐵產(chǎn)銷大國(guó)，同 樣也是焊接應(yīng)用大國(guó)。當(dāng)前的焊接 應(yīng)用中還存在很多落后的工藝方式， 將現(xiàn)代焊接數(shù)值仿真技術(shù)應(yīng)用于傳 統(tǒng)的焊接工藝，利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)數(shù) 值模擬技術(shù)改造傳統(tǒng)的焊接工藝，對(duì) 加速我國(guó)焊接信息化與工業(yè)化的進(jìn) 程有著非常重要的意義。
01 焊接模擬技術(shù)現(xiàn)狀
焊接數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展是隨著焊接實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，有限元數(shù)值 模擬技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等的發(fā)展而逐 步開始的。焊接工藝的仿真，主要是 針對(duì)焊接溫度場(chǎng)、殘余應(yīng)力、變形等 幾個(gè)方面，旨在改善焊接部件的制造 質(zhì)量，提高產(chǎn)品服役性能，優(yōu)化焊接 順序等工藝過程。傳統(tǒng)焊接質(zhì)量的 好壞非常依賴于焊接工人的經(jīng)驗(yàn)，而 焊接數(shù)值模擬技術(shù)就是利用數(shù)值模 擬方法找到優(yōu)化的焊接工藝參數(shù)，例 如焊接材料、溫控條件、夾具條件、焊 接順序等。
目前，焊接領(lǐng)域數(shù)值模擬的對(duì)象 大致有以下幾個(gè)方面：
（1） 焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬。其 中包括焊接傳熱過程、熔池 形成和演變、電弧物理現(xiàn)象 等。
（2） 焊接金屬學(xué)和物理 過程的模擬。包括熔化、凝 固、組織變化、成分變化、晶 粒的長(zhǎng)大、氫擴(kuò)散等。
（3） 焊接應(yīng)力與變形的 數(shù)值模擬。包括焊接過程中應(yīng)力、應(yīng)變的變化和殘余應(yīng)力、殘余 應(yīng)變等。
（4） 焊接接頭的力學(xué)行為和性 能的數(shù)值模擬。包括斷裂、疲勞、力 學(xué)不均勻性、幾何不均勻性及組織、 結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能等。
（5） 焊縫質(zhì)量評(píng)估的數(shù)值模擬。
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焊接數(shù)值模擬的最新內(nèi)容
模型：常規(guī)態(tài)近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)
語(yǔ)言：Fortran
可實(shí)現(xiàn)完整多晶巖石或帶預(yù)制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗(yàn)的數(shù)值模擬，可出應(yīng)力-應(yīng)變曲線、損傷等演化過程。
（贈(zèng)送代碼使用指導(dǎo)）
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202601/attachment/9bac158311de4b1d880ef5c9c2f2ef97
本計(jì)劃由歐洲區(qū)域發(fā)展基金共同資助
本文由Gwena?l CHEVALLET、Marie-Christine GERMAIN及Sarah LASNE共同撰寫，來自BRL ingenierie。
BRL ingenierie擁有超過60年的大型水利基礎(chǔ)設(shè)施經(jīng)驗(yàn)，是法國(guó)及國(guó)際水利工程領(lǐng)域的重要參與者。
凌炫E3700單屏/E3900三屏移動(dòng)便攜工作站，其攜帶方便、靈活、易用的獨(dú)有特性，配置最新AMD多核處理器加強(qiáng)吞吐能力；最大限度提升設(shè)備計(jì)算速度，使野外、戶外，科研人員、團(tuán)隊(duì)能夠更容易地對(duì)其進(jìn)行計(jì)算、仿真、圖形圖像處理，使其滿足不同規(guī)模的計(jì)算應(yīng)用。
1.
型號(hào)： 凌炫E3700單屏
2.
處理器
高性能C++數(shù)值模擬前后處理集成一體化解決方案6個(gè)月前
<p>個(gè)人歷時(shí)多年，面向結(jié)構(gòu)力學(xué)等多物理耦合場(chǎng)的仿真工作流，涵蓋建模、網(wǎng)格、材料、邊界條件、求解器耦合、前處理、后處理、工作流自動(dòng)化、以及性能與擴(kuò)展性方面的考慮，發(fā)布一個(gè)前后處理可視化框架。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center"><figure class="figure-image" contenteditable
<figure style="text-align: center;"><figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/81773190b585442ea6245ea740f88879.png" style="display: inline-block
基于FLUENT的圓柱繞流數(shù)值模擬6個(gè)月前
關(guān)鍵詞：FLUENT，圓柱繞流，結(jié)構(gòu)優(yōu)化，計(jì)算流體力學(xué)，流場(chǎng)特性
利用FLUENT軟件對(duì)圓柱繞流過程進(jìn)行數(shù)值模擬。通過數(shù)值模擬手段探討圓柱繞流過程中流體的速度、壓力、湍動(dòng)能分布，以研究其流場(chǎng)特性。主要評(píng)價(jià)指標(biāo)為速度分布和湍動(dòng)能分布。以某一確定結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)的圓柱繞流為例進(jìn)行以下數(shù)值模擬流程介紹。通過精細(xì)的網(wǎng)格劃分和仿真設(shè)置，模擬了圓柱繞流過程的流場(chǎng)特性，以云圖方式顯示了其流場(chǎng)的速度分布和壓力分布
Abaqus雙橢圓模型焊接移動(dòng)熱源模擬6個(gè)月前
最近在做焊接方面的研究，在此分享一個(gè)焊接移動(dòng)熱源模擬的案例供大家參考。
1，創(chuàng)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(shù)來源：https://www.matweb.com。abaqus仿真過程中一定注意各參數(shù)單位制統(tǒng)一。
3，焊接熱源采用雙橢圓模型
<figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/c7bbf6ffbc254e54b5060979f385ab74
學(xué)習(xí)記錄——Workbench盤式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力
學(xué)評(píng)估
駛過程數(shù)值模擬
駛過程數(shù)值模擬8個(gè)月前
今天學(xué)習(xí)的案例是Workbench盤式制動(dòng)器系統(tǒng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)評(píng)估。難點(diǎn)是能量的輸入和輸出決定的是什么和當(dāng)出現(xiàn)不合理的結(jié)果以后如何思考。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構(gòu)建
導(dǎo)入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構(gòu)建
密度：980
