熱源模型的案例
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(fù)合熱源來實(shí)現(xiàn)，因此一般需要進(jìn)行子程序開發(fā)。</p><p>下面對MSC.Marc和ABAQUS的激光焊接模擬進(jìn)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(dú)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(shè)置焊接路徑和焊縫填充的設(shè)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(tài)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(fù)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(shí)際情況不符。常用的高斯面熱源與高斯旋轉(zhuǎn)體熱源復(fù)合而成的激光焊熱源模型，仍然需要子程序開發(fā)。</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(fā)來實(shí)現(xiàn)。6.14版本時(shí)代，abaqus推出過一款插件AWI，功能還算不錯(cuò)，但無奈ABAQUS求解器不支持逐漸激活，導(dǎo)致每焊接一步，就要建立1個(gè)（或2~3個(gè)）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(shè)置為某一溫度（比如熔點(diǎn)）。從2016版開始，ABAQUS求解器支持了逐漸激活（EPA，ELELMENT PROGRESSIVE ACTIVATION），以實(shí)現(xiàn)經(jīng)典應(yīng)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(fā)，本人對新版本探索了一段時(shí)間，仍然覺得非常懵逼。
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(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(shí)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(gè)體熱源函數(shù)，在X,Y,Z任意一個(gè)方向上都要有至少十幾個(gè)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(dòng)。
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 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(chǎn)熱模型構(gòu)建FSW熱源，進(jìn)行熱彈塑性分析（分別使用ABAQUS和MSC.Marc）</li><li>考慮材料流動(dòng)，使用ALE技術(shù)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(fā)），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?
展開 使用Abaqus進(jìn)行焊接模擬工程師指南V2.0
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、流場、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，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。熱源校核是通過比較模擬的熔池邊界與實(shí)際焊縫熔合線的匹配程度來確定熱源模型的合理性。
根據(jù)熱源的作用方式，焊接熱源模型可以分為：
點(diǎn)熱源：熱量集中在一個(gè)點(diǎn)上，適用于小范圍高熱輸入情況。
展開 
Abaqus雙橢圓模型焊接移動(dòng)熱源模擬 ￥39
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[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(gè)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 設(shè)計(jì)仿真 | Marc軟件攻克焊接殘余應(yīng)力預(yù)測難題
數(shù)值模擬技術(shù)通過建立數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，能夠在計(jì)算機(jī)上模擬焊接過程，預(yù)測殘余應(yīng)力和微觀結(jié)構(gòu)分布，為焊接工藝的優(yōu)化提供理論支持。
重慶大學(xué)鄧教授研究團(tuán)隊(duì)基于Marc軟件，成功開發(fā)了一種先進(jìn)的計(jì)算方法，用于模擬Q960E鋼焊接接頭的溫度場、微觀結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布。這一研究不僅展示了Marc軟件在焊接仿真領(lǐng)域的強(qiáng)大功能，還為實(shí)際工程應(yīng)用提供了寶貴的參考。
Marc軟件：焊接仿真領(lǐng)域的強(qiáng)大工具
1、精確的熱源模型
焊接過程中的熱輸入是影響焊接接頭性能的關(guān)鍵因素之一。Marc軟件提供了多種熱源模型，包括雙橢球體熱源模型和體積熱源模型，能夠精確模擬焊接電弧的熱輸入。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整熱源參數(shù)，如熱流密度、熱源形狀和移動(dòng)速度，成功復(fù)現(xiàn)了焊接過程中的溫度場分布。
2、考慮固態(tài)相變（SSPT）和軟化效應(yīng)（SE）
在焊接過程中，材料的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生復(fù)雜的相變，如奧氏體向貝氏體和馬氏體的轉(zhuǎn)變。這些相變不僅影響材料的力學(xué)性能，還會(huì)對殘余應(yīng)力的形成產(chǎn)生重要影響。Marc軟件通過引入相變動(dòng)力學(xué)模型（如JMAK模型和K-M模型），能夠準(zhǔn)確模擬相變過程及其對殘余應(yīng)力的影響。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)觀察，對SH-CCT圖進(jìn)行了人工修正，進(jìn)一步提高了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3、高效的熱-力學(xué)耦合分析
焊接過程中的熱-力學(xué)行為是相互耦合的，溫度場的變化會(huì)影響應(yīng)力場的分布，反之亦然。Marc軟件采用先進(jìn)的熱-力學(xué)耦合分析方法，通過在有限元網(wǎng)格中實(shí)時(shí)更新溫度場和應(yīng)力場，能夠準(zhǔn)確模擬焊接過程中的熱-力學(xué)行為。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過這一方法，成功預(yù)測了焊接接頭的殘余應(yīng)力分布，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致。
4、精確的網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置
為了確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，Marc軟件提供了靈活的網(wǎng)格劃分功能，用戶可以根據(jù)焊接接頭的幾何形狀和復(fù)雜程度，自定義網(wǎng)格密度和分布。
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數(shù)值模擬技術(shù)通過建立數(shù)學(xué)模型和計(jì)算方法，能夠在計(jì)算機(jī)上模擬焊接過程，預(yù)測殘余應(yīng)力和微觀結(jié)構(gòu)分布，為焊接工藝的優(yōu)化提供理論支持。
重慶大學(xué)鄧教授研究團(tuán)隊(duì)基于Marc軟件，成功開發(fā)了一種先進(jìn)的計(jì)算方法，用于模擬Q960E鋼焊接接頭的溫度場、微觀結(jié)構(gòu)和殘余應(yīng)力分布。這一研究不僅展示了Marc軟件在焊接仿真領(lǐng)域的強(qiáng)大功能，還為實(shí)際工程應(yīng)用提供了寶貴的參考。
Marc軟件：焊接仿真領(lǐng)域的強(qiáng)大工具
1、精確的熱源模型
焊接過程中的熱輸入是影響焊接接頭性能的關(guān)鍵因素之一。Marc軟件提供了多種熱源模型，包括雙橢球體熱源模型和體積熱源模型，能夠精確模擬焊接電弧的熱輸入。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過調(diào)整熱源參數(shù)，如熱流密度、熱源形狀和移動(dòng)速度，成功復(fù)現(xiàn)了焊接過程中的溫度場分布。
2、考慮固態(tài)相變（SSPT）和軟化效應(yīng)（SE）
在焊接過程中，材料的微觀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生復(fù)雜的相變，如奧氏體向貝氏體和馬氏體的轉(zhuǎn)變。這些相變不僅影響材料的力學(xué)性能，還會(huì)對殘余應(yīng)力的形成產(chǎn)生重要影響。Marc軟件通過引入相變動(dòng)力學(xué)模型（如JMAK模型和K-M模型），能夠準(zhǔn)確模擬相變過程及其對殘余應(yīng)力的影響。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過實(shí)驗(yàn)觀察，對SH-CCT圖進(jìn)行了人工修正，進(jìn)一步提高了模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3、高效的熱-力學(xué)耦合分析
焊接過程中的熱-力學(xué)行為是相互耦合的，溫度場的變化會(huì)影響應(yīng)力場的分布，反之亦然。Marc軟件采用先進(jìn)的熱-力學(xué)耦合分析方法，通過在有限元網(wǎng)格中實(shí)時(shí)更新溫度場和應(yīng)力場，能夠準(zhǔn)確模擬焊接過程中的熱-力學(xué)行為。重慶大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)通過這一方法，成功預(yù)測了焊接接頭的殘余應(yīng)力分布，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果高度一致。
4、精確的網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)置
為了確保計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，Marc軟件提供了靈活的網(wǎng)格劃分功能，用戶可以根據(jù)焊接接頭的幾何形狀和復(fù)雜程度，自定義網(wǎng)格密度和分布。
展開 鋼結(jié)構(gòu)焊接的Ansys數(shù)值模擬
溫度T/℃彈性模量E/105MPa線膨脹系數(shù)αl/10-6℃-1屈服強(qiáng)度Rel/MPa導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·℃)密度ρ/(kg·m-3)泊松比γ比熱容c/(J·kg-1·℃-1)202.071134551.978500.2 84501002.031131051.1 78500.3 14995001.3 13.5 17839.3 78500.3 566710000.1151129.4 78500.4 743715000.115529.778500.4 940020000.011514278500.4 9400
1.4 焊接熱源的選擇
熱源模型的建立與焊接溫度場的模擬是焊接數(shù)值模擬的重要部分。目前在工程領(lǐng)域中常用的熱源有高斯熱源模型、雙橢球熱源模型和生死單元熱源模型。
高斯分布熱源模型假設(shè)熔融區(qū)域呈現(xiàn)正態(tài)分布，適用于焊縫熔寬較大、熔深較小的情況，熔池呈淺碟型。若電弧熔得較淺可以采用該模型。
雙橢球形熱源屬于體熱源模型，熱源中心前面的功率密度梯度較大，而熱源中心后面的功率密度梯度較小，此種方式考慮了熱源持續(xù)移動(dòng)的影響。
Ansys采用有限單元法，利用生死單元技術(shù)來模擬焊接過程。有限單元法的基本思想是將連續(xù)的求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)、且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體。求解出單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的未知量，進(jìn)一步計(jì)算出各個(gè)單元內(nèi)場函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解域上的近似解。使一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題變成離散的有限自由度問題[9]。焊接過程可以理解為是一個(gè)熱源不斷移動(dòng)、焊縫逐步填充的過程。單元生死技術(shù)就是在有限單元法基礎(chǔ)上，根據(jù)需要將焊縫模型中相應(yīng)的單元?dú)⑺阑蛘呒せ睿阅M焊縫填充的過程。死單元就是把單元載荷、質(zhì)量、阻尼、比熱和其他類似效果設(shè)為0值，且死單元的質(zhì)量和能量不包括在模型求解結(jié)果中。同理，當(dāng)一個(gè)單元被重新激活時(shí)，其剛度、質(zhì)量、單元載荷等將恢復(fù)其原始的數(shù)值。
展開 焊接仿真技術(shù)應(yīng)用與未來發(fā)展
焊接溫度場準(zhǔn) 確模擬的關(guān)鍵在于提供準(zhǔn)確 的材料屬性，熱源模型與實(shí)際 熱源的擬合程度，熱源移動(dòng)路 徑的準(zhǔn)確定義，邊界條件是否 設(shè)置恰當(dāng)?shù)取Ｅc通用軟件相 比，專業(yè)焊接軟件使用起來更 加方便，減少了通用軟件很多 操作時(shí)間。例如 SYSWELD 中設(shè)有多種焊接熱源模型可 供使用者選擇：雙橢球（Goldak）熱 源模型適于 TIG，MIG 焊接，圓錐 （Conical）熱源模型適于激光、電子 束等焊接；并且具有熱源校準(zhǔn)功能， 使熱源的擬合盡可能與實(shí)際情況相 吻合。
2 、焊接應(yīng)力與變形的仿真
焊接應(yīng)力與變形問題可以分為 兩類：一是焊接過程中的瞬態(tài)應(yīng)力 應(yīng)變分析；二是焊接后的殘余應(yīng)力與應(yīng)變計(jì)算。對后者進(jìn)行分析計(jì)算 的較多，主要是為了減少殘余應(yīng)力， 控制變形，防止缺陷的產(chǎn)生。經(jīng)過幾 十年的發(fā)展，應(yīng)力與變形的計(jì)算日益 成熟，結(jié)果的精度也在不斷提高。
1）改進(jìn)了計(jì)算方法的效率和 穩(wěn)定性，計(jì)算速度更快，收斂性更好。 有很多程序應(yīng)用了并行計(jì)算功能，進(jìn) 一步提升了計(jì)算速度，模型也考慮得 更加精細(xì)。
2）深入研究了焊接應(yīng)力與變 形的影響因素。例如材料屬性隨溫 度變化，焊接接頭幾何形狀，焊縫道 數(shù)，不同的焊接方法等。
對于焊接局部模型，存在非常強(qiáng) 烈的非線性特征，材料經(jīng)過高溫、相 變、冷卻后會(huì)有殘余應(yīng)力，因此需要 對局部進(jìn)行詳細(xì)模擬。而對于整體 結(jié)構(gòu)而言，可能又體現(xiàn)為彈性變形， 所以線彈性分析就夠了。對于多道 焊接問題，采用先局部，再整體，將局 部模型的內(nèi)力映射到總體模型上的 方法具有很大優(yōu)勢，能夠快速得到整 體模型的應(yīng)力和變形結(jié)果。如果對 應(yīng)整體模型完全按照局部模型的細(xì) 節(jié)進(jìn)行仿真，可能計(jì)算量會(huì)大得無法 承受，事實(shí)上也沒有必要。
展開 平板焊接仿真分析-基于Abaqus的用戶自定義子程序（DFLUX） ￥5
本文采用的熱源模型為：雙橢球形熱源模型
3. 建立模型提交Job之前依次安裝Abaqus、VS和Fortran，并做好相關(guān)配置。
最后的仿真結(jié)果如下：
有限元主要建模過程：
1. Part模塊
類型為：3D Deformable
2. Property模塊
設(shè)置材料的密度、彈性、塑性、熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)、比熱、潛熱
3. Step模塊
建立兩個(gè)分析步，分別為Heating和Cooling，類型為Coupled temp-displacement，分析步時(shí)間分別為20、600。
4. Interaction模塊
設(shè)置表面對流換熱條件和熱輻射條件
5. Load模塊
定義體熱源和預(yù)定義溫度場
6. Mesh模塊
選擇單元類型為Coupled Temperature-Displacement（C3D8T）
7. 編輯模型屬性（Model-->Edit Attributes）
設(shè)置絕對零度(-273.15)和波爾茨曼常數(shù)(5.67E-8)。
8. Job模塊
建立Job，在General選項(xiàng)卡添加User subroutine file（Fortran文件），并提交。
展開 焊接仿真技術(shù)應(yīng)用與未來發(fā)展
03 焊接工藝數(shù)值仿真的 典型應(yīng)用
焊接過程數(shù)值模擬中，熱源擬 合、溫度場的模擬是最基本的工作， 然后就是應(yīng)力和變形的模擬。溫度 場的模擬起步較早，也積累了比較豐 富的經(jīng)驗(yàn)，在實(shí)際生產(chǎn)中得到了一定 的應(yīng)用。
1 焊接溫度場的模擬
溫度場的模擬是對焊接應(yīng)力、應(yīng) 變場及焊接過程其他現(xiàn)象進(jìn)行模擬 的基礎(chǔ)，通過溫度場的模擬我們可以 判斷固相和液相的分界，能夠得出焊 接熔池形狀。焊接溫度場準(zhǔn) 確模擬的關(guān)鍵在于提供準(zhǔn)確 的材料屬性，熱源模型與實(shí)際 熱源的擬合程度，熱源移動(dòng)路 徑的準(zhǔn)確定義，邊界條件是否 設(shè)置恰當(dāng)?shù)取Ｅc通用軟件相 比，專業(yè)焊接軟件使用起來更 加方便，減少了通用軟件很多 操作時(shí)間。例如 SYSWELD 中設(shè)有多種焊接熱源模型可 供使用者選擇：雙橢球（Goldak）熱 源模型適于 TIG，MIG 焊接，圓錐 （Conical）熱源模型適于激光、電子 束等焊接；并且具有熱源校準(zhǔn)功能， 使熱源的擬合盡可能與實(shí)際情況相 吻合。
2 焊接應(yīng)力與變形的仿真
焊接應(yīng)力與變形問題可以分為 兩類：一是焊接過程中的瞬態(tài)應(yīng)力 應(yīng)變分析；二是焊接后的殘余應(yīng)力與應(yīng)變計(jì)算。對后者進(jìn)行分析計(jì)算 的較多，主要是為了減少殘余應(yīng)力， 控制變形，防止缺陷的產(chǎn)生。經(jīng)過幾 十年的發(fā)展，應(yīng)力與變形的計(jì)算日益 成熟，結(jié)果的精度也在不斷提高。
（1）改進(jìn)了計(jì)算方法的效率和 穩(wěn)定性，計(jì)算速度更快，收斂性更好。 有很多程序應(yīng)用了并行計(jì)算功能，進(jìn) 一步提升了計(jì)算速度，模型也考慮得 更加精細(xì)。
（2）深入研究了焊接應(yīng)力與變 形的影響因素。
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基于Abaqus的生死單元技術(shù)的焊接仿真分析 ￥11.99
模型單位制：m-s-kg
3. 本文采用的熱源模型為：雙橢球形熱源模型
4. 建立模型提交Job之前依次安裝Abaqus、VS和Fortran，并做好相關(guān)配置。
最后的仿真結(jié)果如下：
有限元主要建模過程：
1. Part模塊
類型為：3D Deformable
2. Property模塊
創(chuàng)建兩種材料：CuSi3和Steel，設(shè)置材料的密度、熱傳導(dǎo)率、比熱，焊錫采用CuSi3材料，兩邊的彎板采用Steel材料。
3. Mesh模塊
焊錫部分單元控制：Hex-dominated，Sweep，Medial axis
兩邊彎板單元控制：Hex-dominated，Sweep，Advancing front
設(shè)置全局單元尺寸為0.001m，按圖中順序依次劃分網(wǎng)格，選擇單元類型為Heat Transfer（DC3D8）
4. Step模塊
采用Python腳本（參考附錄：第一部分（循環(huán)生成分析步））實(shí)現(xiàn)分析步自動(dòng)循環(huán)創(chuàng)建。
5. Interaction模塊
在“Step-2”設(shè)置表面對流換熱條件和熱輻射條件
6. Load模塊
定義體熱源和預(yù)定義溫度場
7. 編輯模型屬性（Model-->Edit Attributes）
設(shè)置絕對零度(-273.15)和波爾茨曼常數(shù)(5.67E-8)。
8. 生死單元實(shí)現(xiàn)
（1）查看焊錫部分兩端的單元編號，以及單元編號的分布規(guī)律。本例中焊錫部分每層有8個(gè)單元，兩端的單元編號分別為1~8和793~800。
（2）采用Python腳本（參考附錄：第二部分（循環(huán)編輯關(guān)鍵字Model change））實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵字Model change的自動(dòng)添加。
9.
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視頻教程 | 雙移動(dòng)熱源模型計(jì)算
本視頻為斯姆勒技術(shù)專家寧老師自制
僅供學(xué)習(xí)
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(gè)移動(dòng)熱源，熱源的速度為0.01m/s，熱源為熱流密度，值為時(shí)間位移函數(shù)
視頻如下
fluent焊接熔池模擬
【視頻教程】fluent系列培訓(xùn)——焊接熔池模擬（steve_zheng）
講師：steve_zheng
擅長領(lǐng)域：CFD仿真
技術(shù)鄰檔案：http://www.yqgqt.org.cn/content/self
內(nèi)容簡介：根據(jù)流體力學(xué)和傳熱學(xué)原理, 建立了TIG 焊瞬態(tài)熔池三維數(shù)值分析模型.電弧熱源模型采用典型的高斯熱源分布模型, 模型考慮熔池液態(tài)金屬對流傳熱、熔池外工件的固態(tài)導(dǎo)熱、焊接過程中的相變潛熱、熔池流體的紊流特性、材料的熱物理性能參數(shù)隨溫度變化等因素.用enthalpy-porosity 方法處理工件熔化 凝固過程中的問題。
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