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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，以及如何實現(xiàn)熱源的移動。

本案例模擬三個熱源在圓柱表面移動，三個熱源相差120度，螺旋移動，并且到端部后自動往復(fù)，主要是采用激光加熱一個圓柱的案例 一、ANSYS Workbench 與 APDL 基礎(chǔ) ANSYS Workbench 是一款功能強大的工程仿真平臺，它提供了直觀的圖形用戶界面（GUI），使用戶能夠方便地進行建模、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，以及如何實現(xiàn)熱源的移動。

是因為熱源加載的面是板的上表面，其實已經(jīng)暗含z的坐標就是固定的了，所施加的是一個xoy面內(nèi)熱源分布，所以與z坐標無關(guān)。 那么接下來就是如何實現(xiàn)熱源移動的問題了，熱源移動肯定是與速度有關(guān)，速度為0自然就是靜態(tài)的熱源分布，速度大于0才是一個移動的熱源，那么與速度有關(guān)就是等效地說與時間有關(guān)，在ANSYS中時間{TIME}正好是一個變量，所以如何在公式中體現(xiàn)呢？

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二、安裝與加載：移動熱源插件應(yīng)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。

6 Ansys Icepak 恒溫監(jiān)控設(shè)置辦法 Ansys Icepak進行恒溫監(jiān)控計算時，可使用單個溫度控制點對一個或多個熱源器件進行控制。

在電子產(chǎn)品熱管理解決方案仿真中，Ansys Maxwell?軟件可以對這些損耗進行建模，并提供準確的熱源值。一旦通過仿真或測試完成組件及裝配體設(shè)計表征，就可以在系統(tǒng)層面將其表示為降階模型（ROM），并且可以在Ansys ModelCenter?軟件等工具中探索和優(yōu)化整個散熱系統(tǒng)。工程師隨后可進行權(quán)衡研究，為多種使用案例確定最佳熱管理方法。

由于存在溫差，熱源表面的熱量流入人體，人體皮膚被加熱，這其實意味著熱源同時被冷卻，也就是熱源與人體皮膚接觸的位置溫度被降低。當被觸碰熱表面的材質(zhì)導(dǎo)溫系數(shù)較低時，熱源表面周邊熱量轉(zhuǎn)移到被觸位置處的效率較低，被觸碰位置就會被較快冷卻。因此，皮膚的燙感就比較弱。

2.2冷端仿真計算仿真條件設(shè)置：環(huán)境溫度為20℃，冷卻方式為對流換熱，流道為三管程蛇形流道設(shè)計，熱源為1000W。冷端仿真計算得到的仿真結(jié)果如圖6—圖8所示。從圖中可以看出，在制冷/制熱工況下，板式換熱器都能與工作介質(zhì)進行有效對流換熱。

模塊正面共有13個熱源，總發(fā)熱量為582 W。分別對上述熱源進行熱流密度計算，結(jié)果顯示中間8個圓形熱源為高熱流密度區(qū)，熱流密度最大為50÷（3.14×102)=15.92 W/cm2，故采用液冷散熱方式。根據(jù)冷板表面的熱源位置進行內(nèi)部流道走向設(shè)計，和直線型流道相比，S型流道結(jié)構(gòu)影響了冷卻液的流動方向，從而導(dǎo)致對流換熱系數(shù)增大，一定程度上提高了冷板的散熱性能[7]。

通過APDL命令實現(xiàn)對流換熱位置隨時間變化的傳熱計算，可用于回流焊工藝溫度場分析等。 程序為溫度沿Y方向移動，模型形狀、溫區(qū)長度、移動速度、換熱系數(shù)、溫度、區(qū)間數(shù)量均可調(diào)整。

焊接過程是一個高度非線性的理化反應(yīng)過程，焊接熔池和溫度場的分布描述復(fù)雜，在ANSYS數(shù)值模擬中，通常將熱源簡化為具有一定分布規(guī)律的熱流密度函數(shù)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。

2.定義材料屬性，大多數(shù)太陽能電池板是用硅制成的，太陽能電池板的材料使用silicon，球的材料為structural steel作為熱源。3.導(dǎo)入模型，模型如圖1所示 4.給幾何模型賦予屬性。5.給小球賦予10000w/m2的internal heat generation，模擬生成熱的物體。

打開 Ansys Workbench，創(chuàng)建一個穩(wěn)態(tài)熱分析系統(tǒng)（Steady State Thermal Analysis system）。2. 定義材料屬性。大多數(shù)太陽能電池板由硅制成，此處僅作演示使用硅材料。球體采用鋼材作為材料，用以表示熱源。3. 導(dǎo)入模型，其外觀如圖1所示。 圖1：太陽能電池板與熱源4. 為幾何模型賦予材料屬性。5.