ansys焊接仿真論壇的案例
ANSYS Mechanical在焊接仿真中的應(yīng)用
ANSYS Mechanical在焊接仿真中的應(yīng)用
王建
[ 摘 要 ] 焊接作為一個牽涉到電弧物理、傳熱、冶金和力學等各學科的復雜過程，其涉及到的傳熱過程、金屬的融化和凝固、冷卻時的相變、焊接應(yīng)力和變形等是企業(yè)制造部門和設(shè)計人員關(guān)心的重點問題，采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗方式對于厚鋼板的焊接等特殊工藝無法進行合理的工藝設(shè)計，因此本文針對焊接數(shù)值模擬的基本理論進行了闡述，同時對于焊接仿真與ANSYS軟件的結(jié)合提出了建議，并結(jié)合實際情況詳細介紹了ANSYS軟件進行焊接仿真的具體應(yīng)用技巧，通過采用仿真方式進行模擬，對傳熱過程、焊后應(yīng)力場進行模擬，用來幫助確定焊接時結(jié)構(gòu)和材料的最佳設(shè)計、工藝方法和焊接參數(shù)等。
[ 關(guān)鍵詞 ] 熱源模型 熱彈塑性有限元法 生死單元 ANSYS
1 前言
焊接作為現(xiàn)代制造業(yè)必不可少的工藝，在材料加工領(lǐng)域一直占有重要地位。焊接是一個涉及到電弧物理、傳熱、冶金和力學等各學科的復雜過程，其涉及到的傳熱過程、金屬的融化和凝固、冷卻時的相變、焊接應(yīng)力和變形等是企業(yè)制造部門和設(shè)計人員關(guān)心的重點問題。焊接過程中產(chǎn)生的焊接應(yīng)力和變形，不僅影響焊接結(jié)構(gòu)的制造過程，而且還影響焊接結(jié)構(gòu)的使用性能。這些缺陷的產(chǎn)生主要是焊接時不合理的熱過程引起的。由于高能量的集中的瞬時熱輸入，在焊接過程中和焊后將產(chǎn)生相當大的殘余應(yīng)力和變形，影響結(jié)構(gòu)的加工精度和尺寸的穩(wěn)定性。因此對于焊接溫度場合應(yīng)力場的定量分析、預測有重要意義。
傳統(tǒng)的焊接溫度場和應(yīng)力測試依賴于設(shè)計人員的經(jīng)驗或基于統(tǒng)計基礎(chǔ)的半經(jīng)驗公式，但此類方法帶有明顯的局限性，對于新工藝無法做到前瞻性的預測，從而導致實驗成本急劇增加，因此針對焊接采用數(shù)值模擬的方式體現(xiàn)出了巨大優(yōu)勢。
ANSYS作為世界知名的通用結(jié)構(gòu)分析軟件，提供了完整的分析功能，完備的材料本構(gòu)關(guān)系，為焊接仿真提供了技術(shù)保障。
展開 ANSYS Workbench在焊接仿真中應(yīng)用技術(shù)分類
ANSYS Workbench在焊接仿真中應(yīng)用技術(shù)分類
作者：大龍貓 微信公眾號：CAE_ANSYS
焊接仿真主要考察的是移動的一個熱源，隨著時間在空間而不斷的移動，熱量加載到物體的表面來模擬焊接，結(jié)果查看的是隨時間變化的溫度，進一步查看的是由溫度產(chǎn)生的應(yīng)力，更進一步查看溫度產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。 焊接仿真在實際使用中越來越多的得到了應(yīng)用，一般關(guān)注的為焊接的溫度和殘余應(yīng)力或者變形。根據(jù)目前關(guān)于焊接類型的仿真分析，結(jié)合個人經(jīng)驗，總結(jié)了以下幾點分析類型和要點，包括不同類型的分析和部分路徑相關(guān)的分析。作者專注于ANSYS系列軟件， 所以目前所有的分析都是采用ansys來完成的，而使用ansys workbench越來越多，故以下分類的結(jié)果是在ansys workbench中完成的。
模擬焊接用的熱源分為高斯熱源、錐型熱源、雙橢球熱源、圓柱熱源等，本次主要考慮高斯熱源的應(yīng)用，而其他熱源主要是模擬函數(shù)的不同所致，查找不同函數(shù)來替換即可。
1. 高斯移動熱源直接加載到焊接位置表面
這種方法是直接加載一個移動的熱源，添加到平板，主要適用于平板大，焊料少，焊料的存在與否對整體溫度影響不大，熱源加載到平板的表面
具體結(jié)果如下圖所示，添加溫度結(jié)果可以查看需要的結(jié)果。
展開 網(wǎng)絡(luò)課 | ANSYS焊接機器人仿真相關(guān)案例分享
1、課程簡介
對于焊接機器人而言，焊接質(zhì)量非常重要，而焊接質(zhì)量主要受機械手定位精度和焊接工藝參數(shù)等方面的影響。本文重點就焊接機器人定位精度和焊接工藝參這兩方面的內(nèi)容進行展開，詳細介紹ANSYS的相關(guān)仿真應(yīng)用案例以及具體的仿真流程方法。
2、課程時間
4月27日（15:00-16:30）
3、適用人群
機器人、自動化設(shè)備、工裝夾具、焊接工藝等相關(guān)技術(shù)人員。
4、講師介紹
陳 猛（Ansys資深結(jié)構(gòu)工程師、陽普科技金牌講師）
碩士畢業(yè)于廣東工業(yè)大學機械工程學院。擁有8年CAE仿真工作經(jīng)驗，負責并參入了多項國基項目和工程項目，如超聲波振動系統(tǒng)的研究，硬脆性材料加工過程裂紋擴展的研究，電梯轎架靜動載解析問題，新能源電池包結(jié)構(gòu)強度問題，壓縮機配管系統(tǒng)振動噪聲問題等。目前在陽普科技擔任ANSYS結(jié)構(gòu)工程師一職，負責ANSYS結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的售前/售后技術(shù)支持以及仿真項目咨詢工作，擁有較為豐富的仿真培訓經(jīng)驗和工程項目仿真經(jīng)驗。
展開 干貨 | ANSYS激光焊接過程熱應(yīng)力仿真應(yīng)用
激光焊接具有功率密度高、熱影響區(qū)和熱變形小、焊縫深寬比大、焊接質(zhì)量高等許多優(yōu)點，此外，激光焊接還具有加工區(qū)域細小、能量密度高、熱源易控制、熱影響區(qū)窄等特點。因此，激光焊接是鋼/鋁異種金屬的理想焊接方法。
利用Ansys Workbench仿真平臺可直接對焊接過程進行熱固耦合數(shù)值求解，進而得到給定工藝參數(shù)條件下的溫度場和應(yīng)力場分布。示意簡單模型如下：
幾何模型
仿真過程中，對于模型三個部件，采用掃描方法劃分六面體網(wǎng)格，板材厚度方向上，定義三層網(wǎng)格以捕捉彎曲變形效果；材料選用普通結(jié)構(gòu)鋼。
網(wǎng)格模型
1.激光焊過程瞬態(tài)熱分析
為了仿真激光焊接過程產(chǎn)生的熱場分布，必須建立精確地熱源。對于這種移動熱源施加問題，可以借助ANSYS軟件的ACT工具“Moving_Heat_Flux”實現(xiàn)高斯熱源載荷設(shè)置：移動熱流率或移動熱能量兩種方式。
移動熱流率源載荷：
熱動熱能量源載荷：
本案例中，采用移動熱流率載荷，熱源移動速度為5 mm/s，從初始時刻起，作用總時間44 s，激光能流量強度為7.5 w/mm2，作用區(qū)域半徑5 mm。結(jié)構(gòu)外表面設(shè)置對流換熱條件，環(huán)境溫度22度。
展開 
誠邀您參加2019 ANSYS 增材制造設(shè)計及過程仿真技術(shù)論壇
2019 ANSYS 增材制造設(shè)計及過程仿真技術(shù)論壇將于2月22日在上海舉行，我們真誠地邀請您能出席。
增材制造（3D打印）是一種將材料逐層制造三維部件的技術(shù)，該技術(shù)在近年來迅速發(fā)展，為制造業(yè)帶來了革命性的變革。現(xiàn)已在航空航天、醫(yī)療、汽車、模具等各個領(lǐng)域突顯其價值，同時也呈現(xiàn)出相應(yīng)的應(yīng)用特點和挑戰(zhàn)。如功能性拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計，快速宏觀熱變形熱應(yīng)力分析，支撐結(jié)構(gòu)優(yōu)化，微觀熔池尺度分析，打印零件孔隙率預測等。如何利用仿真手段快速有效地解決以上難題，并縮減試錯周期，降低產(chǎn)品成本是目前增材制造行業(yè)的迫切需求。
ANSYS于2017年宣布成功收購高級增材制造仿真技術(shù)領(lǐng)導者3DSIM，并和卡耐基梅隴大學、美國制造American make、General electric、SLM Solution和Renishaw等集團公司開展了大量基于增材制造的設(shè)計和工藝優(yōu)化仿真工作，積累了豐富的經(jīng)驗。
此次由ANSYS 舉辦的會議邀請到了ANSYS 增材產(chǎn)品高級研發(fā)經(jīng)理Chris Robinson先生，ANSYS 美國資深增材技術(shù)專家James Yang先生，ANSYS 印度結(jié)構(gòu)產(chǎn)品開發(fā)資深專家Mukul Atri先生共同為大家介紹ANSYS 全新的增材仿真解決方案，面向國內(nèi)用戶企業(yè)首次發(fā)布ANSYS Additive Suite 2019 R1全新升級版，并展望增材制造仿真在全球發(fā)展的趨勢。會議還邀請到國內(nèi)外知名技術(shù)專家現(xiàn)場分享軟件應(yīng)用、增材拓撲優(yōu)化與工藝仿真案例。
展開 報名倒計時：ANSYS 增材制造設(shè)計及過程仿真技術(shù)論壇（上海TCT同期）
2019 ANSYS增材制造設(shè)計及過程仿真技術(shù)論壇的邀請函發(fā)出后，報名熱烈，會議6天倒計時，目前僅有少量席位剩余，誠邀大家盡快報名。
本次會議免費，為TCT展會同期開展的仿真專題論壇，將于2月22日下午在上海卓美亞喜馬拉雅酒店隆重舉行。
ANSYS公司于2017年底宣布成功收購高級增材制造仿真技術(shù)領(lǐng)導者3DSIM，并和卡耐基梅隆大學，美國制造American-Make, General Electric, SLM Solutions, Granta等集團公司開展了大量基于增材制造的設(shè)計和工業(yè)優(yōu)化仿真工作，積累了豐富的經(jīng)驗。
此次由ANSYS首次主辦的會議邀請到了ANSYS全球增材產(chǎn)品高級研發(fā)經(jīng)理Chris Robinson先生(曾就職于Sandia National Laboratories, Utah State University, NAVAIR, Boeing, 3DSIM)，ANSYS美國資深增材技術(shù)專家James Yang先生（曾就職于GE Aviation and GE Additive），ANSYS印度結(jié)構(gòu)產(chǎn)品開發(fā)資深專家Mukul Atri先生共同為大家介紹ANSYS全新的增材仿真解決方案，將面向國內(nèi)用戶企業(yè)首次發(fā)布ANSYS Additive Suite 2019 R1全新升級版，并展望增材制造仿真在全球發(fā)展的趨勢及重要的應(yīng)用前景，會議還邀請到SLM Solutions中國區(qū)總經(jīng)理馬建立先生帶來了精彩演講。
展開 