移動高斯熱源
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2021-12-14
移動高斯熱源的視頻教程
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：材料為各向同性材料，不考慮熔池流動及相變影響。 考慮到過來學習的大多都是和我一樣的學生黨，因此設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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高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載
如何加載雙熱源或者多熱源的問題，從幾何模型到結果提取以及中間錯誤的處理方法包括以下 內(nèi)容 幾何模型的建立 網(wǎng)格劃分和邊界條件講解 熱源加載方程講解 熱源命令生成方法講解 單熱源計算 雙熱源計算
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Abaqus實現(xiàn)DFLUX移動熱源（焊接，激光切割）
https://wenku.baidu.com/view/b37bcee89ec3d5bbfd0a74a9.html） 本課程詳細講解了如何在ABAQUS中利用DFLUX實現(xiàn)移動熱源(高斯表面熱源)。 可應用于焊接，激光切割，3D打印等仿真當中。
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移動高斯熱源的實例教程
1、模型介紹
高斯移動熱源常常用于描述焊接過程中的熱源分布。
ANSYS workbench 添加高斯移動熱源需要利用APDL語言編程，COMSOL則可以直接輸入相應公式，相對來說比較方便一些。
高斯移動熱源加熱鋼板（長×寬×高：0.1m×0.1m×0.05m），鋼板采用COMSOL軟件自帶材料參數(shù)。加熱過程中其他邊界采用自然對流散熱邊界條件，分析了加熱過程中鋼板的溫度分布以及應力分布。
模型結構
高斯熱源公式
軟件中直接輸入公式
2、網(wǎng)格繪制
對移動路徑進行網(wǎng)格適當加密，保證路徑溫度以及應力分布的準確。
網(wǎng)格
3、求解結果
溫度分布
熱應力分布
大家有興趣的可以用workbench試一下！workbench以及ABAQUS可以考慮焊接過程中生死單元，從而對焊接進行更加精準的仿真，目前COMSOL應該還不能做（最起碼自己還不了解）。
參考鏈接：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_9e19c10b0102wg0d.html
http://blog.sina.com.cn/s/blog_c5ca9b4d0102xca8.html
更多案例請關注：iCAE工作室
展開 高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
上次我們看了一下移動熱源的加載方式，請查看《金龍盤玉柱，高斯熱源游----Workbench中移動熱源的加載方法》https://www.yqgqt.org.cn/content/post/442599.后面有工程師咨詢，如何加載雙熱源或者多熱源的問題，下面就關心的問題簡單描述一下.
首先該移動熱源為高斯熱源，即點熱源，熱量是以中心點向四周擴散，呈現(xiàn)球狀熱量，對應平面就是圓環(huán)熱源。然后該熱源不停的向前移動，則該熱源生產(chǎn)的溫度結果就成為了彗星狀的溫度結果，猶如拖著一個長長的尾巴，如圖所示.
那么如何加載雙點熱源呢，我們先明確加載熱源的方式，我們先將需要加載的面命名成A1，表示將該面的所有節(jié)點提取出來了，生成的名稱為A1的節(jié)點集合，而后面加載熱源我們通過命令的方式加載
SF,A1,HFLUX, %FLUX01%
表示在A1面上加載熱通量Flux，加載的大小是隨著時間和位置不斷變化的一個方程，該方程通過經(jīng)典界面的方程對話框設置并后面導出。所以為一個移動的熱源，表示熱源隨著時間在移動。那么我們?nèi)绻谕粋€面上直接加載第二個熱源命令，
SF,A1,HFLUX, %FLUX02%
結果就會出錯，沒有第一個熱源的移動，為什么會這樣呢？
這個主要原因其實和軟件以及個人理解相關，在ANSYS中，同一個元素（點、線、面）加載載荷，后面的會替換前面的，除非不同的元素。在此第一個面加載熱源后，后面的熱源加載方式會覆蓋第一次的加載結果，從而導致第一次熱源消失。這相當于第一次的加載條件被替換刪除。
展開 一、背景：
移動高斯熱源的數(shù)值模擬可以精確地模擬包括焊接在內(nèi)的各種工業(yè)過程。準確預測焊接或激光切割過程中產(chǎn)生的瞬態(tài)熱場，對于預測由此產(chǎn)生的殘余應力至關重要，而殘余應力又影響壽命預測分析。
目前Workbench中的瞬態(tài)熱分析模塊只能用于定義時間變化或空間變化的邊界條件。定義一個在空間上和時間上都不同的載荷，則需要使用APDL命令。這對很多初學者來說比較困難。為此，創(chuàng)建ACT擴展，以方便在 Mechanical中使用UI定義移動熱流源。
二、安裝與加載：
移動熱源插件應用于ANSYS Workbench Mechanical17.0版本及以上。
1、在項目頁中，選擇“ACT Start Page”選項；
2、點擊“Extension Manager”擴展管理器；
3、按右上角的“+”符號；
4、它將打開一個文件對話框，選擇合適的“*.wbex”二進制文件；
5、安裝完成。
加載移動熱源
1、從擴展管理器中，單擊您的擴展并選擇“Load Extension”；
2、加載完成。
三、插件中的熱源方程及其說明：
Moving Heat Flux Source
該ACT擴展模型的高斯熱流源使用下列方程：
Q =期望表面上的熱流；
C1 =光束半徑；
C2 =電源功率強度；
(x0,y0,z0) =從“起點”到“路徑”距離“v x t”處熱流中心的瞬時位置；
v =熱源移動速度；
t =時間。
展開 Abaqus移動加載高斯熱源子程序，適于焊接、3D打印領域，fortran編制的子程序見“付費后”的附件中。
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：材料為各向同性材料，不考慮熔池流動及相變影響。
考慮到過來學習的大多都是和我一樣的學生黨，因此設置了一個大家都能接受的價格。
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移動高斯熱源的相關專題、標簽、搜索
移動高斯熱源的最新內(nèi)容
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
可以清晰地看到，在高斯熱源沿著螺旋線移動的過程中，溫度分布呈現(xiàn)出明顯的規(guī)律性。靠近熱源移動軌跡的區(qū)域溫度較高，形成了明顯的高溫帶，且隨著熱源的移動而動態(tài)變化。同時，熱流走向也表現(xiàn)出沿著螺旋線的趨勢，從熱源位置向周圍擴散。
為了更直觀地展示結果，我們可以使用不同的顏色來表示不同的溫度范圍，從而形成清晰的溫度梯度圖。
熱源公式已知，去讓熱源移動起來
本例還適用于激光加熱，粒子轟擊加熱等以移動的高斯熱源加熱的場景。</strong></p><p> 本例使用激光功率500W，熱源移動速度10mm/s，焊接使用兩塊不銹鋼板。
1.高斯熱源公式的建立
高斯熱源本質就是熱源的分布呈正態(tài)分布，如果理解二維正態(tài)分布的話就很容易理解三維的正態(tài)分布，如下圖，熱源其實就是一個中心高，然后沿著等半徑往外逐漸降低，通過中心的任意切面就是一個二維的正態(tài)分布曲線圍成的面。
將高斯熱源的溫度分布用公式表達為下式：
其中q為熱流密度，Q為高斯分布下的最大熱流密度，R是距熱源中心的距離，r是熱源的半徑，
本案例講述了一個關于：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APDL命令實現(xiàn)對流換熱位置隨時間變化的傳熱計算，可用于回流焊工藝溫度場分析等。
程序為溫度沿Y方向移動，模型形狀、溫區(qū)長度、移動速度、換熱系數(shù)、溫度、區(qū)間數(shù)量均可調(diào)整。
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(xiàn)在我來演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現(xiàn)熱源的移動。
打開經(jīng)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(shù)，我這里使用了一個高斯體熱源函數(shù)，也可以替換成高斯面熱源或者雙橢球熱源
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(xiàn)在我來演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語言施加高斯熱源，以及如何實現(xiàn)熱源的移動。
打開經(jīng)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(shù)，我這里使用了一個高斯體熱源函數(shù)，
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（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface
