熱源模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2025-12-01
熱源模擬的視頻教程
ABAQUS雙橢球體熱源模擬鋼結(jié)構(gòu)焊接-熱位移耦合-DFLUX子程序-多條焊徑，獲得殘余應(yīng)力及溫度場
基于 ABAQUS 軟件，使用雙橢球移動體熱源開發(fā)了用于模擬焊接溫度場和殘余應(yīng)力的熱-位移耦合有限元計(jì)算方法。利用所開發(fā)的數(shù)值計(jì)算方法模擬了實(shí)際結(jié)構(gòu)中的溫度場和應(yīng)力場。 多分析步多條焊徑，設(shè)置冷卻步，獲得殘余應(yīng)力及溫度場。 提供Dflux源子程序。
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ABAQUS焊接模擬-移動熱源（DFLUX）-平板對接不帶生死單元
此教程為焊接入門教程，教程里面的工藝參數(shù)等均為假設(shè)，旨在教大家方法、焊接基本操作等，大家要根據(jù)自己的實(shí)際焊接工藝參數(shù)等來模擬，這樣才能得到相對正確的結(jié)果。收點(diǎn)錢是為了不讓大家成為資料搜集者，放收藏夾不看是沒用的，花點(diǎn)錢心疼畢竟能看兩眼。如若大家有解決不了的焊接問題歡迎找我討論，如需代做也可以找我。
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ABAQUS焊接模擬-Python編寫移動高斯熱源子程序-不帶生死單元
Python編寫移動高斯熱源子程序（包括高斯面熱源、雙橢球熱源） 模型作如下假設(shè)：材料為各向同性材料，不考慮熔池流動及相變影響。 考慮到過來學(xué)習(xí)的大多都是和我一樣的學(xué)生黨，因此設(shè)置了一個大家都能接受的價格。 如果視頻中有什么錯誤或沒講清的大家可以留言！！
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熱源模擬的實(shí)例教程
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(shí)例
----草地 2016.08.08
焊接、3D打印是難度相對較高的數(shù)值模擬過程，在模擬溫度場及應(yīng)力場過程中，至關(guān)重要的是如何進(jìn)行熱源函數(shù)的建立和加載，同時配以符合實(shí)際試驗(yàn)工況的邊界條件才能模擬出相對準(zhǔn)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(xiàn)引用的模型被廣泛使用，但對于厚板焊接，激光深孔效應(yīng)，多道多層復(fù)雜形狀焊縫，3D復(fù)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(yīng)用和給予重視。
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(xiàn)中得到了驗(yàn)證，其模擬效果確實(shí)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(diǎn)（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(diǎn)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(diǎn)才行，也就是對節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)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(biāo)用以后續(xù)的坐標(biāo)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(diǎn)：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(shí)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 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(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[1]，公式及圖像如下圖所示。該模型將焊接熱源假設(shè)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(shù)值根據(jù)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(yīng)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(jié)果
熱流向量
溫度
展開 在數(shù)學(xué)上，高斯熱源的熱流密度分布呈現(xiàn)出鐘形曲線的特征。這種分布使得熱源在中心區(qū)域具有較高的能量密度，而隨著距離中心的增加，能量密度逐漸降低。
分布情況
高斯熱源的能量分布并非均勻的，而是集中在一個較小的區(qū)域內(nèi)，并以中心為峰值向四周逐漸衰減。這種非均勻的分布特點(diǎn)使其能夠模擬諸如激光焊接、電子束焊接等局部集中加熱的過程。
應(yīng)用案例
在焊接工藝中，高斯熱源常用于模擬焊接過程中的熱輸入。通過合理設(shè)置高斯熱源的參數(shù)，如峰值熱流密度、熱源半徑等，可以準(zhǔn)確地預(yù)測焊縫區(qū)域的溫度場分布，從而評估焊接質(zhì)量和殘余應(yīng)力。
在激光加工領(lǐng)域，高斯熱源可用于模擬激光切割、激光表面處理等過程中的熱量傳遞，有助于優(yōu)化工藝參數(shù)，提高加工效率和質(zhì)量。
例如，在某汽車制造企業(yè)的車身焊接生產(chǎn)線上，采用高斯熱源模型對焊接過程進(jìn)行仿真分析，成功優(yōu)化了焊接工藝參數(shù)，減少了焊接缺陷的產(chǎn)生，提高了車身的整體強(qiáng)度和安全性。
四、模擬過程關(guān)鍵步驟與參數(shù)設(shè)置
（一）模型建立與準(zhǔn)備
在 ANSYS Workbench 中建立圓柱模型，我們可以使用 DesignModeler 模塊。首先，確定圓柱體的半徑、高度和厚度等尺寸參數(shù)。然后，通過數(shù)學(xué)公式或軟件自帶的功能來設(shè)置螺旋線軌跡。對于螺旋線的設(shè)置，需要確定旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)、螺距等參數(shù)。確定好螺旋線后，將高斯熱源的位置放置在螺旋線的起始點(diǎn)或特定位置。這需要精確計(jì)算坐標(biāo)，以確保熱源位置的準(zhǔn)確性。
（二）物理模型與參數(shù)選擇
選擇合適的物理模型是準(zhǔn)確模擬的關(guān)鍵。對于熱傳導(dǎo)問題，要設(shè)置熱傳導(dǎo)系數(shù)，這取決于圓柱材料的性質(zhì)。常見的金屬材料熱傳導(dǎo)系數(shù)較高，而絕熱材料則較低。
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）
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(qiáng)度因子、J積分等），裂紋擴(kuò)展（XFEM擴(kuò)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(rèn)識比較深入，對于ABAQUS軟件數(shù)值模擬非常有經(jīng)驗(yàn)，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。技術(shù)服務(wù)會適當(dāng)收費(fèi)，希望理解。
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熱源模擬的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
熱源模擬的最新內(nèi)容
熱源使用高斯熱源模型來模擬焊接過程中熱輸入的分布，焊接過程分為兩步，先施加外側(cè)角焊縫熱源，再施加內(nèi)側(cè)角焊縫熱源。具體的時間控制和熱源設(shè)置都已在K文件中配置完成。
外側(cè)焊縫：熱源施加在焊接區(qū)域的外側(cè)，模擬外側(cè)焊縫的加熱過程。
內(nèi)側(cè)焊縫：內(nèi)側(cè)角焊縫的熱源在外側(cè)焊縫施焊完成后施加，以模擬時間延遲效應(yīng)。
4.
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(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。
額外的控制允許多熱源模擬的熱源屬性轉(zhuǎn)移，節(jié)省時間并減少出錯的機(jī)會。
4. FLOW-3D POST 中的 FLOW-3D WELD 支持
新的預(yù)先配置的流體、熔化區(qū)域、熱源、反射和粒子對象使 FLOW-3D WELD 模擬的可視化和分析變得輕而易舉。
在焊接過程的數(shù)值模擬中，焊接熱源具有局部集中、瞬時和快速移動的特點(diǎn)，易形成溫度梯度較大的不均勻溫度場，導(dǎo)致焊接應(yīng)力和應(yīng)變。熱源模型研究的關(guān)鍵問題包括：
熱量的分配：即熱源有多少熱量作用在工件上。熱量分布：熱量如何在工件上分布。
選擇合適的熱源形式和參數(shù)對焊接模擬的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。為確保模擬結(jié)果的可靠性，通常需要對熱源模型進(jìn)行校核。
應(yīng)用案例
在焊接工藝中，高斯熱源常用于模擬焊接過程中的熱輸入。通過合理設(shè)置高斯熱源的參數(shù)，如峰值熱流密度、熱源半徑等，可以準(zhǔn)確地預(yù)測焊縫區(qū)域的溫度場分布，從而評估焊接質(zhì)量和殘余應(yīng)力。
在激光加工領(lǐng)域，高斯熱源可用于模擬激光切割、激光表面處理等過程中的熱量傳遞，有助于優(yōu)化工藝參數(shù)，提高加工效率和質(zhì)量。
本案例講述了一個關(guān)于：熱通量15W/m^2、焊接速度3.33mm/min、熱效率0.87、熱圓半經(jīng)2mm的移動熱源案例。
通過一組吸收介質(zhì)中的輻射束接口來模擬準(zhǔn)直輻射熱源(激光)，該接口可以模擬材料在激光波長下的半透明性以及介電界面處的反射。通過事件接口模擬脈沖熱源，通過表面對表面輻射接口模擬較長波長的紅外再輻射。這種建模方法適用于半導(dǎo)體加工領(lǐng)域或準(zhǔn)直光入射到半透明材料的任何情況。
本文來自： COMSOL 博客
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(qiáng)度因子、J積分等），裂紋擴(kuò)展（XFEM擴(kuò)展有限元、cohesive element、cohesive surface
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。
一、模型
伴有余弦或正弦函數(shù)的脈沖面（2D）高斯熱源焊接模擬，材料默認(rèn)為結(jié)構(gòu)鋼。
