ansys熱源模型的案例
Abaqus雙橢圓模型焊接移動熱源模擬 ￥39
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。
3，焊接熱源采用雙橢圓模型[1]，公式及圖像如下圖所示。該模型將焊接熱源假設為橢圓球形，并且前后兩部分可分別采用不同的橢圓表示。其中a,b,c分別代表橢圓球形x,y,z三個方向的特征長度，其數值根據焊接熔池的尺寸確定。本案例中采用a=4mm,b=4mm,熔池前半部分橢圓cf=2mm,后半部分cr=5mm。ff和fr為熱源前后兩部分所占輸入能量的比例，應保證其和等于2，本案例中采用0.4和1.6。Q為熱源輸入的功率。
4，仿真結果
熱流向量
溫度
展開 ABAQUS焊接DFLUX for GOLDAK熱源和模型inp ￥9.9
ABAQUS焊接DFLUX for GOLDAK熱源和模型inp
視頻教程 | 雙移動熱源模型計算
本視頻為斯姆勒技術專家寧老師自制
僅供學習
模型為：尺寸0.1x0.1x0.005m長方體，在長方體中間沿著Y方向施加一個移動熱源，熱源的速度為0.01m/s，熱源為熱流密度，值為時間位移函數
視頻如下
攪拌摩擦焊（FSW）模擬--熱源模型
</p><p>攪拌摩擦焊模擬分為兩種方式：</p><ol><li>基于產熱模型構建FSW熱源，進行熱彈塑性分析（分別使用ABAQUS和MSC.Marc）</li><li>考慮材料流動，使用ALE技術模擬FSW過程（使用ABAQUS）</li></ol><p>擬使用的FSW熱源模型為組合熱源（子程序開發），簡介如下：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/201807/e09890b4bd45494b93f7e1d8c7aed300.jpg" title="FSW熱源模型.jpg" alt="FSW熱源模型.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201807/e09890b4bd45494b93f7e1d8c7aed300.jpg?
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ANSYS Workbench移動熱源施加
本篇博文主要介紹如何在ANSYS
WORKBENCH里面如何施加移動熱源，本人也是通過借鑒網上資料、論壇和請教交流，做出的一個移動熱源初級實例。
1.問題描述
如下圖所示，尺寸為0.1x0.1x0.005m長方體，在長方體中間沿著Y方向施加一個移動熱源，熱源的速度為0.1m/s，熱源為熱流密度，值為時間位移函數，如下圖所示。
其中Q=4e7w/m2；R=0.005m；v=0.01m/s。
2.分析思路
（1）首先在APDL經典界面施加創建高斯熱源函數的命令流；
（2）在WB中創建瞬態分析模塊，創建有限元模型；
（3）將APDL命令流插入到WB中；
（4）計算求解查看后處理。
3.步驟
（1）創建高斯熱源函數命令流
打開ANSYS經典界面，在函數編輯器下創建如下函數：
4e7*exp(-3*(({X}-0.05)^2+({Y}-0.01*{TIME})^2)/0.005^2)
如下圖所示：
完成好函數輸入之后，保存函數；然后讀入剛剛保存的函數，命名為HFLUX，如下圖所示：
到此，高斯熱源函數即完成創建，只需要將以上操作的命令流提取出來即可，命令流件文章末尾。
（2）在WB中創建瞬態熱分析模塊，創建幾何模型、材料屬性和劃分網格，注意中間的網格要細化，如下圖所示：
在幾何體上表面創建一個Named Selection，命名為A1，如下圖所示：
求解設置，設置仿真時間為10s，子步為50，如下圖所示；
創建對流換熱，選擇除上表面之外的其余5個面。
（3）插入命令流。
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
論焊接，3D打印模擬的熱源模型
—焊縫/3D打印高度變換模擬實例
----草地 2016.08.08
焊接、3D打印是難度相對較高的數值模擬過程，在模擬溫度場及應力場過程中，至關重要的是如何進行熱源函數的建立和加載，同時配以符合實際試驗工況的邊界條件才能模擬出相對準確的效果。
在眾多熱源模型中，雖然高斯面熱源作為眾多文獻引用的模型被廣泛使用，但對于厚板焊接，激光深孔效應，多道多層復雜形狀焊縫，3D復雜形狀打印等，都是無法滿足要求的。所以，體熱源模型被越來越多的應用和給予重視。
典型的函數體熱源是高斯旋轉體熱源（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）。這些體函數熱源在一些權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，體函數熱源也有其限制，對熱源函數加載區的網格密度要求較高，若想描述一個體熱源函數，在X,Y,Z任意一個方向上都要有至少十幾個節點（甚至更多吧）來描述函數在該方向上的變化，然后施以變化的節點熱流密度。而且，在這一過程中，還要能夠精確的選取到想要的節點才行，也就是對節點的坐標控制也要較為精確。因此，想施加體函數熱源對網格的基本要求是：1網格較密；2均勻的網格劃分來獲得較好選取的坐標用以后續的坐標變換控制熱源移動。
關于生死單元，目前應用也特別多，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。
展開 abaqus傳統攪拌摩擦焊接熱源Fortran子程序和模型inp文件 ￥19.89
abaqus傳統攪拌摩擦焊接熱源Fortran子程序和模型inp文件
ANSYS經典中使用APDL語言施加移動高斯熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源，具體函數請自行查找文獻
點擊Save后，保存后綴名為.func的函數文件，其名稱為func11.func
然后退出，重新選擇Parameters→Functions→Read From file
選擇剛才定義的函數
此時彈出對話框，要求輸入函數的名稱，及對應的參數的大小，我們定義名稱為gauss，兩個參數常量分別為qmx=1，r=1，局部坐標系選0就意味著這個函數是在全局坐標系中施加的，可以換成其他已經定義的任何局部坐標系
然后點擊List→Files→Log file
然后我們就可以發現在Log file文件里自動生成了函數func11對應的數據表，其是一個維度6*20的Table表，我們在array parameter中也可以查看其具體數據，為什么會生成這段呢，其實就是ANSYS根據你所定義的函數，自動生成了一個Table表做了這個函數的插值，這樣系統在計算時就可以根據這個Table表進行對應的索引，生成任何你想要的函數值了。
展開 激光焊模擬-熱源模型+附：ABAQUS與MSC.Marc焊接模擬的簡要對比
</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打印；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 ANSYS Workbench移動熱源施加
本篇博文主要介紹如何在ANSYS WORKBENCH里面如何施加移動熱源，本人也是通過借鑒網上資料、論壇和請教交流，做出的一個移動熱源初級實例。
1.問題描述
如下圖所示，尺寸為0.1x0.1x0.005m長方體，在長方體中間沿著Y方向施加一個移動熱源，熱源的速度為0.1m/s，熱源為熱流密度，值為時間位移函數，如下圖所示。
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其中Q=4e7w/m2；R=0.005m；v=0.01m/s。
2.分析思路
（1）首先在APDL經典界面施加創建高斯熱源函數的命令流；
（2）在WB中創建瞬態分析模塊，創建有限元模型；
（3）將APDL命令流插入到WB中；
（4）計算求解查看后處理。
3.步驟
（1）創建高斯熱源函數命令流
打開ANSYS經典界面，在函數編輯器下創建如下函數：
4e7*exp(-3*(({X}-0.05)^2+({Y}-0.01*{TIME})^2)/0.005^2)
如下圖所示：
?
完成好函數輸入之后，保存函數；然后讀入剛剛保存的函數，命名為HFLUX，如下圖所示：
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到此，高斯熱源函數即完成創建，只需要將以上操作的命令流提取出來即可，命令流件文章末尾。
（2）在WB中創建瞬態熱分析模塊，創建幾何模型、材料屬性和劃分網格，注意中間的網格要細化，如下圖所示：
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在幾何體上表面創建一個Named Selection，命名為A1，如下圖所示：
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求解設置，設置仿真時間為10s，子步為50，如下圖所示；
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創建對流換熱，選擇除上表面之外的其余5個面。
（3）插入命令流。
展開 ANSYS中如何施加高斯移動熱源
很多人在使用ANSYS模擬焊接和增材制造過程中都面臨高斯熱源施加的難題，現在我來演示一下如何在ANSYS經典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現熱源的移動。
打開經典界面，然后選擇Parameters→Functions→Define/Edit
然后在彈出的Function Editor中選取你想要輸入的熱源函數，我這里使用了一個高斯體熱源函數，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源，具體函數請自行查找文獻
點擊Save后，保存后綴名為.func的函數文件，其名稱為func11.func
然后退出，重新選擇Parameters→Functions→Read From file
選擇剛才定義的函數
此時彈出對話框，要求輸入函數的名稱，及對應的參數的大小，我們定義名稱為gauss，兩個參數常量分別為qmx=1，r=1，局部坐標系選0就意味著這個函數是在全局坐標系中施加的，可以換成其他已經定義的任何局部坐標系
然后點擊List→Files→Log file
然后我們就可以發現在Log file文件里自動生成了函數func11對應的數據表，其是一個維度6*20的Table表，我們在array parameter中也可以查看其具體數據，為什么會生成這段呢，其實就是ANSYS根據你所定義的函數，自動生成了一個Table表做了這個函數的插值，這樣系統在計算時就可以根據這個Table表進行對應的索引，生成任何你想要的函數值了。
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ANSYS workbench的免費插件，設置移動熱源
ACT_MovingHeat_R170_v4.1.zip
官網也可以免費下載，分享給下載不便的同學們，解壓之后里面doc文件夾里有使用說明
利用 ANSYS Workbench 模擬高斯熱源在圓柱表面螺旋線移動
本案例模擬三個熱源在圓柱表面移動，三個熱源相差120度，螺旋移動，并且到端部后自動往復，主要是采用激光加熱一個圓柱的案例
一、ANSYS Workbench 與 APDL 基礎
ANSYS Workbench 是一款功能強大的工程仿真平臺，它提供了直觀的圖形用戶界面（GUI），使用戶能夠方便地進行建模、分析和后處理等操作。而 APDL（ANSYS Parametric Design Language）則是一種基于命令流的編程語言，具有更高的靈活性和定制性。
兩者在很多方面存在區別。Workbench 側重于可視化操作，對于初學者較為友好，能夠通過拖拽等方式快速搭建分析流程。APDL 則需要用戶熟悉命令語句和語法規則，但可以實現復雜的參數化建模和自動化分析。APDL 的主要優勢在于可以通過編程實現重復操作的自動化，能夠對模型進行參數化控制，從而快速進行設計優化和敏感性分析。
ANSYS Workbench 和 APDL 各有其特點和優勢，用戶可以根據具體的需求和使用場景選擇合適的工具來進行工程仿真分析。
二、圓柱表面螺旋線的數學模型
圓柱表面螺旋線可以通過以下參數方程來表示：
X=Rcos(t）
Y=Rsin(t）
Z=v(t）
在實際應用中，圓柱表面螺旋線有著廣泛的用途。例如，在機械制造中，螺旋狀的零件如彈簧的設計就會用到圓柱表面螺旋線的數學模型。通過精確控制參數，可以設計出符合特定性能要求的彈簧。
三、高斯熱源的原理與特點
工作原理
高斯熱源是一種在熱分析中常用的熱源模型，其工作原理基于高斯分布函數。
展開 ANSYS Workbench 回流焊 移動熱源 傳熱仿真 APDL程序 ￥99
程序為溫度沿Y方向移動，模型形狀、溫區長度、移動速度、換熱系數、溫度、區間數量均可調整。
ANSYS ACP復合材料鋪層固定機翼蒙皮肋筋仿真，附講解視頻及模型文件 ￥98
附帶詳細講解視頻和案例模型
1. 概述
本指導文檔旨在幫助新手使用?ANSYS Composite PrepPost（ACP）模塊進行復合材料的分析。本教程以機翼蒙皮為案例，結合本教程，您將學習如何創建復合材料模型、定義材料屬性、設置鋪層、進行網格劃分、施加載荷和邊界條件，并最終求解和分析結果。
2. 操作流程
2.1 幾何處理
1. 幾何導入與處理：
o 在 SpaceClaim 或其他三維軟件（如CATIA、SolidWorks、Inventor等）中對幾何模型進行預處理，確保模型的完整性和準確性。
o 對于機翼蒙皮和肋板等復雜結構，需將蒙皮和肋板分割為獨立的面或體，以便后續定義接觸關系和鋪層順序。在接觸區域（如蒙皮與肋板的連接處），需進行精確的幾何分割，確保接觸面清晰且邊界明確。
o 為了便于共節點識別或接觸定義，可在接觸區域生成輔助線或面，確保網格劃分時節點對齊，避免因網格不匹配導致計算錯誤。
2.2 材料定義
1. 在左側Component Systems找到ACP模塊，拖拽到A模塊下Gometry下，這樣可以利用前面已有的模型。
2. 雙擊E模塊下的model，打開mechanical界面。
3. 在E模塊下雙擊Engenering Data，找到材料數據庫，對模型材料進行設置，添加碳纖維（Carbon Fiber 290）、環氧樹脂（Epoxy Carbon UD 230）和PVC Foa 60材料。
4. 定義材料的彈性模量、泊松比等屬性。
5.
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