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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(lái)演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語(yǔ)言施加高斯熱源，以及如何實(shí)現(xiàn)熱源的移動(dòng)。

本案例模擬三個(gè)熱源在圓柱表面移動(dòng)，三個(gè)熱源相差120度，螺旋移動(dòng)，并且到端部后自動(dòng)往復(fù)，主要是采用激光加熱一個(gè)圓柱的案例 一、ANSYS Workbench 與 APDL 基礎(chǔ) ANSYS Workbench 是一款功能強(qiáng)大的工程仿真平臺(tái)，它提供了直觀的圖形用戶界面（GUI），使用戶能夠方便地進(jìn)行建模、分析和后處理等操作

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(lái)演示一下如何在ANSYS經(jīng)典中使用APDL語(yǔ)言施加高斯熱源，以及如何實(shí)現(xiàn)熱源的移動(dòng)。

為此，創(chuàng)建ACT擴(kuò)展，以方便在 Mechanical中使用UI定義移動(dòng)熱流源。 二、安裝與加載：移動(dòng)熱源插件應(yīng)用于ANSYS Workbench Mechanical17.0版本及以上。

是因?yàn)?em>熱源加載的面是板的上表面，其實(shí)已經(jīng)暗含z的坐標(biāo)就是固定的了，所施加的是一個(gè)xoy面內(nèi)熱源分布，所以與z坐標(biāo)無(wú)關(guān)。 那么接下來(lái)就是如何實(shí)現(xiàn)熱源移動(dòng)的問題了，熱源移動(dòng)肯定是與速度有關(guān)，速度為0自然就是靜態(tài)的熱源分布，速度大于0才是一個(gè)移動(dòng)的熱源，那么與速度有關(guān)就是等效地說與時(shí)間有關(guān)，在ANSYS中時(shí)間{TIME}正好是一個(gè)變量，所以如何在公式中體現(xiàn)呢？

程序?yàn)闇囟妊豗方向移動(dòng)，模型形狀、溫區(qū)長(zhǎng)度、移動(dòng)速度、換熱系數(shù)、溫度、區(qū)間數(shù)量均可調(diào)整。

在ANSYS Meshing中，為輪齒幾何添加掃略方法，設(shè)置自由面網(wǎng)格類型為全部三角形，得到2.5D網(wǎng)格，激活近似加密功能，劃分間隙處網(wǎng)格為3-4層。

網(wǎng)格類型：優(yōu)先使用四邊形網(wǎng)格（計(jì)算效率高），復(fù)雜區(qū)域可采用三角形網(wǎng)格。

，下一級(jí)移動(dòng)件為移動(dòng)。

圖15 Fluent.VS.PERASIM—1為了進(jìn)一步驗(yàn)證PERA SIM Fluid的計(jì)算結(jié)果，將冷板表面的熱源溫度進(jìn)行比對(duì)，比較了計(jì)算的云圖分布及熱源平均溫度，相應(yīng)的比較結(jié)果如圖16所示（左圖為ANSYS Fluent的計(jì)算結(jié)果，右圖為PERA SIM Fluid的計(jì)算結(jié)果）。

另一種方法是齒面移動(dòng)法，即將兩側(cè)齒面分別繞著旋轉(zhuǎn)軸向內(nèi)旋轉(zhuǎn)，保證嚙合區(qū)最小間隙在0.05mm左右。 圖3.齒面移動(dòng)示意圖 圖4.移動(dòng)后的嚙合狀態(tài) 02 網(wǎng)格劃分方法網(wǎng)格劃分對(duì)流場(chǎng)求解很重要，ANSYS提供了多種網(wǎng)格劃分工具，讓我們能夠根據(jù)模型特點(diǎn)、求解需求選擇最適合的工具和方法。 圖5.

Ansys Workbench網(wǎng)格控制之——全局網(wǎng)格控制在使用ANSYS Workbench進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，全局網(wǎng)格控制可以使用默認(rèn)的設(shè)置，但要進(jìn)行高質(zhì)量的網(wǎng)格劃分，還需要用戶了解全局控制的常用設(shè)置，尤其是對(duì)于復(fù)雜的零部件。

1+6鋼絲繩的中心絲和6根側(cè)絲之間相互接觸，需要在ANSYS軟件中定義接觸對(duì)，具體通過定義目標(biāo)單元和接觸單元來(lái)實(shí)現(xiàn)。TARGE170單元可以表示三角形、圓柱形、圓錐形、球形等多種形式的復(fù)雜曲面形狀，選用TARGE170作為目標(biāo)單元，三維4節(jié)點(diǎn)低階四邊形CONTA173單元可以定義柔性三維的接觸面，選用CONTA173作為接觸單元。

下方表格中總結(jié)了可從各種探測(cè)器中獲取并用于 FEA 分析的數(shù)據(jù)類型： 本例中使用的 FEA 軟件是 Ansys Mechanical，它可以將吸收通量數(shù)據(jù)作為外部熱源導(dǎo)入，以用于熱模擬。導(dǎo)入數(shù)據(jù)所需的格式如下：X Y Z AbsorbedDataX、 Y、Z 是每個(gè)像素中心的全局坐標(biāo)，而 AbsorbedData 是上面列出的數(shù)據(jù)類型的值。

焊接過程是一個(gè)高度非線性的理化反應(yīng)過程，焊接熔池和溫度場(chǎng)的分布描述復(fù)雜，在ANSYS數(shù)值模擬中，通常將熱源簡(jiǎn)化為具有一定分布規(guī)律的熱流密度函數(shù)來(lái)用于計(jì)算。 在管道焊接中，采用熔化極惰性氣體保護(hù)焊的焊接工藝。在ANSYS溫度分析過程中采用高斯面熱源模型。其在焊接厚度方向上不考慮熱量梯度，適用于焊接熔深較小的表面堆焊焊接熱量和電弧熱在工件表面上的熱量分布情況。

在ANSYS Meshing中，為輪齒幾何添加掃略方法，設(shè)置自由面網(wǎng)格類型為全部三角形，得到2.5D網(wǎng)格，激活近似加密功能，劃分間隙處網(wǎng)格為3-4層。

Ansys Fluent 模塊熱分析- 模塊共軛傳熱模型根據(jù)電池模塊中已知的熱源仿真溫度場(chǎng)，評(píng)估模塊的冷卻設(shè)計(jì)策略。- 模塊電熱耦合熱模型使用Ansys Fluent中的子模型（例如電池等效電路 <ECM>），根據(jù)電池模塊中計(jì)算得到的熱源仿真溫度場(chǎng)，評(píng)估電池模塊的冷卻設(shè)計(jì)策略。- 電池?zé)峤惦A模型需要為電池或模塊仿真許多不同的瞬態(tài)載荷條件。

分離的子物體可以以一個(gè)主物體為基準(zhǔn)，采用相對(duì)參考的方式來(lái)確定它們與主物體之間的位置關(guān)系，以便整個(gè)咖啡壺能夠作為一個(gè)整體來(lái)一起進(jìn)行移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)。縮放 (Scale)：這是一個(gè)無(wú)量綱的參數(shù)，您可以利用這個(gè)參數(shù)對(duì)物體尺寸進(jìn)行縮放。模式 (Mode)：它用來(lái)調(diào)整模型建立的時(shí)間與光線追跡的速度。