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，提供了高斯面、雙橢球等常用焊接熱源，在設置焊接路徑和焊縫填充的設置上非常方便，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），這與實際情況不符。常用的高斯面熱源與高斯旋轉體熱源復合而成的激光焊熱源模型，仍然需要子程序開發。

</p><p>攪拌摩擦焊模擬分為兩種方式：</p><ol><li>基于產熱模型構建FSW熱源，進行熱彈塑性分析（分別使用ABAQUS和MSC.Marc）</li><li>考慮材料流動，使用ALE技術模擬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），簡介如下：</p><div contenteditable="false" width="100%

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三個方向的特征長度，其數值根據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，應保證其和等于2，本案例中采用0.4和1.6。

圖2 材料屬性構建3、 激光熱源子程序開發（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數為： 其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標（2） 子程序實現：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動態加載的圓形激光熱源，通過時間 - 空間函數控制熱源移動軌跡

焊接技術種類繁多，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，容易產生較為明顯的變形，成為研究重點。焊接分析中的關鍵問題包括： 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：焊接熱源隨時間移動，路徑復雜，不像普通傳熱固定在一個位置。

?? 指南核心內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？文檔詳細解析了各種熱源的數學公式及適用場景（TIG、MIG、激光焊等），教你如何根據熔池形狀選擇最準確的模型。

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。

焊接模塊具有專用焊接熱源建立方式，可通過輸入電流、電壓及熔池尺寸參數計算熱源情況，能夠設置熱源的起止時間、熱源方向，可建立焊縫單元，通過選擇模型幾何面直接定義焊接路徑。 焊接模塊可實現電弧焊、激光焊、多層堆焊等方面的分析，預測焊接變形、熱應力、溫度場、焊縫相變等結果。

<p><strong>&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;激光加熱及激光焊接非常常見，，如何仿真激光焊接過程的熔深及路徑上的熱應變呢？本貼以激光加熱為例，模擬高斯分布熱源勻速經過兩塊金屬體接縫處的場景。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。

圖1-2 網格模型3. 焊接過程的熱源設置在LS-DYNA中，焊接熱源通過K文件進行設置。熱源使用高斯熱源模型來模擬焊接過程中熱輸入的分布，焊接過程分為兩步，先施加外側角焊縫熱源，再施加內側角焊縫熱源。具體的時間控制和熱源設置都已在K文件中配置完成。外側焊縫：熱源施加在焊接區域的外側，模擬外側焊縫的加熱過程。

熱源模型：選用高斯分布熱源模型：式中：qa為距電弧加熱光斑中心r處的熱源密度；qm為最大熱流值；r為距離電弧斑點中心距離；R為電弧加熱半徑。2.3 氬氣的熱物性參數TIG熔覆使用氬氣作為保護氣體，數值模擬過程中氬氣的熱物性參數會隨溫度發生較大變化，其相關物性參數隨溫度變化曲線如圖3所示。

焊接過程是一個高度非線性的理化反應過程，焊接熔池和溫度場的分布描述復雜，在ANSYS數值模擬中，通常將熱源簡化為具有一定分布規律的熱流密度函數來用于計算。 在管道焊接中，采用熔化極惰性氣體保護焊的焊接工藝。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。

能夠支持二氧化碳激光焊, 脈沖ND:YAD激光焊，點焊與電弧焊等工藝。模擬能力：能夠模擬熱場，流場，凝固以及冷卻等物理過程。支持雙求解算法（FEM與FVM）進行仿真模擬與物理場耦合計算，并具有專用于焊接次序設計與模擬的接口界面。

FLOW-3D WELD 中改進的反射模型提供了更準確的激光反射表示方法。2）熱源集成和改進升級后的熱源定義選項允許用戶更精確地定義復雜的激光路徑，如螺旋線和斜線。額外的控制允許多熱源模擬的熱源屬性轉移，節省時間并減少出錯的機會。4.

激光腔是近同心腔，金剛石在腔的中心，熱源在整個晶體的z軸上，中心處光強最大，透鏡IM,OM的曲率半徑均為100mm。模型中定義了激光的熱源模型公式和束腰模型公式。加熱模擬結果如圖2所示。

模型名稱：Comsol激光加工熔池模擬物理場：水平集、流體傳熱、層流其他：模型、詳細視頻教程、一對一答疑

<p>comsol雙橢球熱源激光熔覆仿真模型。激光熔覆粉末沉積過程中，快速熔化凝固和不同比例粉末的導致了熔池中復雜的流動現象。以及熱行為對凝固組織和性能有顯著影響。通過三維數值模型來模擬在316L上激光熔覆過程中的傳熱、流體流動、凝固過程。僅提供模型，按需購買！

圖4 04 熱分析 模型采用一個等效的三角形熱源來對焊頭進行模擬，這個等效熱源由四個參數控制，使用ADAO（Salome-Meca 的模塊）進行參數研究，對AREVA實驗的熱電偶溫度進行擬合。為對液固轉變進行建模，當材料度超過1400℃時將被重置為1400℃。 圖5 圖6 05 機械分析 機械分析采用二次型網格，工件采用有限的自由結構，且存在輕微的擾動。