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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。

?? 指南核心內(nèi)容搶先看這份指南涵蓋了焊接仿真的兩大核心路線：平板多道焊（TIG） 與 攪拌摩擦焊（FSW），包含以下精華板塊：1?? 焊接熱源模型全解析不清楚什么是高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源？文檔詳細(xì)解析了各種熱源的數(shù)學(xué)公式及適用場景（TIG、MIG、激光焊等），教你如何根據(jù)熔池形狀選擇最準(zhǔn)確的模型。

五、模擬結(jié)果與分析 （一）結(jié)果呈現(xiàn) 通過模擬，我們得到了圓柱表面的溫度分布圖像?？梢郧逦乜吹?，在高斯熱源沿著螺旋線移動(dòng)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(dòng)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(dòng)而動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，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(kuò)散。

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(tái)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

本文作者設(shè)計(jì)了一款同軸送粉TIG焊槍。通過COMSOL軟件建立了二維仿真模型，用高斯分布熱源模型，對(duì)TIG熔覆過程的溫度場、流場、電勢分布及粉體顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行數(shù)值模擬，接著進(jìn)行熔覆試驗(yàn)，結(jié)果表明，焊縫平直無凹坑，實(shí)際拍攝的電弧形態(tài)和模擬的電弧形態(tài)高度一致，呈典型的鐘罩狀，通過金相顯微鏡對(duì)熔覆層進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)基體與熔覆層連接處質(zhì)量較好，無明顯缺陷。

焊接技術(shù)種類繁多，包括MIG、MAG、TIG焊接、激光焊接、電阻焊和攪拌摩擦焊等，其中電弧焊和激光焊因熱輸入量大，容易產(chǎn)生較為明顯的變形，成為研究重點(diǎn)。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。

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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(shí)現(xiàn)熱源的移動(dòng)。

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圖2 材料屬性構(gòu)建3、 激光熱源子程序開發(fā)（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數(shù)為： 其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標(biāo)（2） 子程序?qū)崿F(xiàn)：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動(dòng)態(tài)加載的圓形激光熱源，通過時(shí)間 - 空間函數(shù)控制熱源移動(dòng)軌跡

</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)。

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