高斯熱源焊接的案例
Sinx/Cosx 脈沖頻率的2D高斯熱源焊接與空冷詳細案例 ￥30
一、模型
伴有余弦或正弦函數的脈沖面（2D）高斯熱源焊接模擬，材料默認為結構鋼。
Y40-X60-Z4 mm
二、網格劃分
為了讓模擬結果無壞點，更加精確，將焊縫區域（中間X軸線）的網格應當密，因此采用“偏置”形式使網格由中線向兩面由密到疏。
網格由中線向兩面由密到疏
三、結果展示
熱歷史曲線如下圖：
某一時刻整體溫度分布及熔池長度圖：
付費內容包括：
1、具體的公式加載；
2、冷卻步的設置；
3、熔池分析等
一個完整的三維移動高斯分布表面熱源焊接例子（附子程序） ￥2.4
完整的三維移動高斯分布表面熱源焊接例子，完整的子程序在“付費后”附件中。
abaqus中焊接高斯面熱源和高斯體熱源程序 ￥19.89
abaqus中焊接中高斯面熱源和高斯體熱源程序
焊接中的高斯熱源
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分布，如果理解二維正態分布的話就很容易理解三維的正態分布，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，下面以一個長寬均為0.1m，厚度為0.004m板的焊接為例來說明高斯熱源的加載方法。
從上圖可見，熱源要加載的面是板的上表面，焊接方向是沿著y方向，板厚方向為z向，熱源加載的初始點的坐標為（0.05,0,0.004），那么根據高斯熱源的熱流密度表達公式可知，在初始加載位置的熱流密度分布可以用下式表達：
剛才說明過R為距熱源中心的距離，那么上式中R^2=(x-0.05)^2+(y-0)^2，為中學學過的兩點之間的距離公式，為何里面不涉及到z坐標呢？是因為熱源加載的面是板的上表面，其實已經暗含z的坐標就是固定的了，所施加的是一個xoy面內熱源分布，所以與z坐標無關。
那么接下來就是如何實現熱源移動的問題了，熱源移動肯定是與速度有關，速度為0自然就是靜態的熱源分布，速度大于0才是一個移動的熱源，那么與速度有關就是等效地說與時間有關，在ANSYS中時間{TIME}正好是一個變量，所以如何在公式中體現呢？
展開 
5種熱源公式 包含 高斯 雙橢球 旋轉高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源
焊接模擬各種熱源公式.docx
含有 高斯 雙橢球 旋轉高斯曲面熱源 高斯圓柱，熱流密度分布均勻的高斯柱體熱源 的熱源公式。
Workbench的焊接模擬過程（高斯移動熱源）
一直以來，都是用ANSYS經典做焊接模擬的，前兩天用ANSYS Workbench做了一個焊接模擬過程，我查閱了很多文獻和網絡資料，沒有人用Workbeach做焊接模擬，所以也不確定我做的是否完全正確，望高手斧正。
問題闡述：三維平板堆焊焊接殘余應力分析，先分析焊接溫度場，然后轉化為結構分析焊接殘余應力，板材模型為0.2×0.2×0.006m，焊接速度10mm/s?？紤]其對稱性，建立了板材的一半模型進行分析。
模型如圖所示。
一半模型
靠近焊縫的部位網格要細化。
網格劃分
對加熱的表面named selection為A1、A2，因為后面的高斯熱源加載采用的是APDL，為后面加高斯熱源作準備。
加載熱源面
設置好瞬態熱分析的步長和對流條件，插入Command定義高斯熱源。
*DEL,_FNCNAME
*DEL,_FNCMTID
*DEL,_FNC_C1
*DEL,_FNC_C2
*DEL,_FNC_C3
*DEL,_FNCCSYS
*SET,_FNCNAME,'GAOSI'
*DIM,_FNC_C1,,1
*DIM,_FNC_C2,,1
*DIM,_FNC_C3,,1
*SET,_FNC_C1(1),2000
*SET,_FNC_C2(1),0.01
*SET,_FNC_C3(1),0.007
*SET,_FNCCSYS,0
! /INPUT,HANJIE.func,,,1
*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,19,1,,,,%_FNCCSYS%
!
展開 利用 ANSYS Workbench 模擬高斯熱源在圓柱表面螺旋線移動
在數學上，高斯熱源的熱流密度分布呈現出鐘形曲線的特征。這種分布使得熱源在中心區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域內，并以中心為峰值向四周逐漸衰減。這種非均勻的分布特點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。通過合理設置高斯熱源的參數，如峰值熱流密度、熱源半徑等，可以準確地預測焊縫區域的溫度場分布，從而評估焊接質量和殘余應力。
在激光加工領域，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，有助于優化工藝參數，提高加工效率和質量。
例如，在某汽車制造企業的車身焊接生產線上，采用高斯熱源模型對焊接過程進行仿真分析，成功優化了焊接工藝參數，減少了焊接缺陷的產生，提高了車身的整體強度和安全性。
四、模擬過程關鍵步驟與參數設置
（一）模型建立與準備
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。然后，通過數學公式或軟件自帶的功能來設置螺旋線軌跡。對于螺旋線的設置，需要確定旋轉的圈數、螺距等參數。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或特定位置。這需要精確計算坐標，以確保熱源位置的準確性。
（二）物理模型與參數選擇
選擇合適的物理模型是準確模擬的關鍵。對于熱傳導問題，要設置熱傳導系數，這取決于圓柱材料的性質。常見的金屬材料熱傳導系數較高，而絕熱材料則較低。
展開 Abaqus移動加載高斯熱源子程序，適于焊接、3D打印領域 ￥2.5
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。
金龍盤玉柱，高斯熱源游—Workbench中焊接模擬的仿真 ￥49
金龍盤玉柱，高斯熱源游——Workbench中移動熱源的加載方法。
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
金龍盤玉柱，龍首高高翹起，龍身一圈圈圍攏，民間就有“龍盤柱、一定富”的說法。金龍有吉祥富貴之意，沿著柱子向上游動具有靈氣與富貴的一種象征。如此活靈活現的效果我們采用什么方法來模擬這個現象呢？
本次我們采用移動熱源的方法在ANSYS Workbench的瞬態溫升當中來模擬高溫熱源沿著圓柱體纏繞向上游動的這一現象，最后的溫度動態效果好像一條龍沿著柱子移動。通過本實例可以了解移動熱源的加載方法，三個坐標方向的移動熱源加載，供大家學習參考。
1.建立模型
模型建立一個圓柱體即可，如圖所示，為了減少計算量，我們可以才有圓環的方式，即將圓柱體采用中空的方式，減少單元數量，減少計算時間
2.劃分網格
將模型盡可能的細化網格，由于網格粗糙情況下，溫度的最終結果會出現跳躍，最終效果較差，本次計算的網格如圖所示
3求解設置
本次分忽略材料的選擇和其他細節，采用默認的結果。求解中將分析設置為瞬態分析，設置時間步和時間長度和對流條件，由于瞬態分析考慮的時間效果，可以不設置散熱，本次分析僅僅考慮短時間內的溫度上升情況，如圖所示。將圓柱的外表面命名，幾何體上表面創建一個Named Selection，命名為A1，插入Command定義熱源（熱源參考最后的命令）。
基本思路為加載高斯點熱源，使熱源在沿著螺旋線移動，即熱源在XY平面內圓周運動，高度方向直線移動，最終和合成效果就是螺旋線
4.結果查看
最終的求解結果如圖所示，不同時刻下的溫度分布情況，調整legend顏色條，使效果合適，即可查看到效果。
展開 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??！
高斯移動熱源——workbench中雙熱源的加載 ￥29
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，呈現球狀熱量，對應平面就是圓環熱源。然后該熱源不停的向前移動，則該熱源生產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點提取出來了，生成的名稱為A1的節點集合，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。那么我們如果在同一個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 
Abaqus高斯體熱源
為什么高斯圓錐體熱源不能在z軸上移動呢？
Moving heat 高斯移動熱源插件及簡介 ￥20
一、背景：
移動高斯熱源的數值模擬可以精確地模擬包括焊接在內的各種工業過程。準確預測焊接或激光切割過程中產生的瞬態熱場，對于預測由此產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 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 COMSOL移動高斯熱源
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。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、網格繪制
對移動路徑進行網格適當加密，保證路徑溫度以及應力分布的準確。
網格
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
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