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，提供了高斯面、雙橢球等常用焊接熱源，在設(shè)置焊接路徑和焊縫填充的設(shè)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(tài)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(fù)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(shí)際情況不符。常用的高斯面熱源與高斯旋轉(zhuǎn)體熱源復(fù)合而成的激光焊熱源模型，仍然需要子程序開發(fā)。

（2） 拓展：本方法可延伸至其他激光加工場景（如切割、焊接、表面處理）或材料類型（如金屬、陶瓷），通過調(diào)整熱源模型與邊界條件實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域應(yīng)用。7、 附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae和激光子程序）

使用純激光工藝或多激光工藝(完全閉環(huán)電弧或低功率)，可以沉積以往頗具挑戰(zhàn)性的區(qū)域結(jié)構(gòu)和精細(xì)結(jié)構(gòu)；使用多電弧焊接工藝，則可以打造較粗的結(jié)構(gòu)（如寬肋或沉積速率大的區(qū)域），且能夠以明顯更快、更經(jīng)濟(jì)有效和更低的能量輸入進(jìn)行沉積。類似的構(gòu)建策略也適用于鋁或銅等材料，以往這樣的操作通常需要昂貴得多的藍(lán)色或綠色激光光束源。例如，如果使用電弧來粉碎鋁氧化物層，其熔化溫度為2200℃。

焊接熔覆通過在受損部位表面熔覆一層硬度高、耐磨性好的涂層，重新形成新的表面，從而修復(fù)和改善機(jī)械設(shè)備的表面性能[2,3,4]。目前常見的焊接熔覆技術(shù)主要有：激光熔覆技術(shù)、等離子熔覆技術(shù)和TIG熔覆技術(shù)等。

同樣的方法，對側(cè)圍門框激光焊接工藝進(jìn)行仿真，按照實(shí)際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示： 側(cè)圍門框激光焊接仿真模型

同樣的方法，對側(cè)圍門框激光焊接工藝進(jìn)行仿真，按照實(shí)際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示： 側(cè)圍門框激光焊接仿真模型

分析重點(diǎn)：溫度場和應(yīng)力場的演變，焊接順序?qū)?em>焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)性能的影響。1.3. 建模與仿真設(shè)置1. 幾何模型幾何模型為鋼桁架梁的弦桿頂板與腹板，焊接區(qū)域位于兩者的接觸處，焊接采用L型角焊縫。具體模型結(jié)構(gòu)可以在提供的HyperMesh網(wǎng)格源文件中查看。模型尺寸包括模型長度、頂板和腹板的厚度，焊接區(qū)域的形狀及位置等。2.

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。

圖2.簡易像散高斯光束規(guī)格 圖3 發(fā)散的像散激光光源的光線追跡示意圖，沿著：x-z軸（左），y-z軸（中）和透視圖（右）。發(fā)散角在x方向是5°，在y方向是15°。焦點(diǎn)分開了0.5個(gè)單位。 例3.激光二極管光束 激光二極管光束是一種更新和更準(zhǔn)確的像散型發(fā)散激光源模型。激光用x和y方向發(fā)散角和焦點(diǎn)的位置指定。

圖 2.簡易像散高斯光束規(guī)格圖 3.發(fā)散的像散激光光源的光線追跡示意圖，沿著：x-z軸（左），y-z軸（中）和透視圖（右）。發(fā)散角在x方向是5°，在y方向是15°。焦點(diǎn)分開了0.5個(gè)單位。例3.激光二極管光束激光二極管光束是一種更新和更準(zhǔn)確的像散型發(fā)散激光源模型。激光用x和y方向發(fā)散角和焦點(diǎn)的位置指定。此外，發(fā)散角的準(zhǔn)確含義可以根據(jù)不同的半寬和全寬來說明。

圖2.簡易像散高斯光束規(guī)格 圖3 發(fā)散的像散激光光源的光線追跡示意圖，沿著：x-z軸（左），y-z軸（中）和透視圖（右）。發(fā)散角在x方向是5°，在y方向是15°。焦點(diǎn)分開了0.5個(gè)單位。 例3.激光二極管光束 激光二極管光束是一種更新和更準(zhǔn)確的像散型發(fā)散激光源模型。激光用x和y方向發(fā)散角和焦點(diǎn)的位置指定。

圖2.簡易像散高斯光束規(guī)格 圖3 發(fā)散的像散激光光源的光線追跡示意圖，沿著：x-z軸（左），y-z軸（中）和透視圖（右）。發(fā)散角在x方向是5°，在y方向是15°。焦點(diǎn)分開了0.5個(gè)單位。 例3.激光二極管光束 激光二極管光束是一種更新和更準(zhǔn)確的像散型發(fā)散激光源模型。激光用x和y方向發(fā)散角和焦點(diǎn)的位置指定。此外，發(fā)散角的準(zhǔn)確含義可以根據(jù)不同的半寬和全寬來說明。

用戶可以在很短的時(shí)間內(nèi)設(shè)計(jì)光學(xué)系統(tǒng)： · 以定義的方式準(zhǔn)直輻射場· 在空間中的指定位置創(chuàng)建具有定義的束腰直徑或瑞利長度的束腰· 消除或產(chǎn)生輻射源的散光· 以有針對性的方式操縱光束的方向 也可以在短時(shí)間內(nèi)檢查（“Ray”模型）如何 · 光學(xué)元件的位置、方向或質(zhì)量的微小偏差會(huì)影響結(jié)果（公差分析）· 光學(xué)系統(tǒng)對不同的波長做出反應(yīng)（消色差）· 激光源光束參數(shù)的偏差變得明顯

同樣的方法，對側(cè)圍門框激光焊接工藝進(jìn)行仿真，按照實(shí)際的工裝、焊接順序、焊接方向、焊接工藝參數(shù)，在Simufact welding建立焊接仿真模型，模型如下圖所示：側(cè)圍門框激光焊接仿真模型 通過與實(shí)際物理試驗(yàn)掃描結(jié)果對比，Simufact welding 焊接變形仿真結(jié)果與實(shí)際焊接變形非常接近，獲得了較高的仿真精度，大部分位置的變形誤差控制在10%以內(nèi)，其中B 柱鉸鏈孔附近y

[11] 丁林,周永濤,李明喜.T型接頭激光焊接的溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)學(xué)報(bào),2007,24(4):384-388.[12] 張建,周訓(xùn)謙.基于Simufact的Q345焊接熱循環(huán)主要參數(shù)研究[J].電焊機(jī),2015,45(9):167-170.

圖 2.簡易像散高斯光束規(guī)格圖 3.發(fā)散的像散激光光源的光線追跡示意圖，沿著：x-z軸（左），y-z軸（中）和透視圖（右）。發(fā)散角在x方向是5°，在y方向是15°。焦點(diǎn)分開了0.5個(gè)單位。例3.激光二極管光束激光二極管光束是一種更新和更準(zhǔn)確的像散型發(fā)散激光源模型。激光用x和y方向發(fā)散角和焦點(diǎn)的位置指定。此外，發(fā)散角的準(zhǔn)確含義可以根據(jù)不同的半寬和全寬來說明。

利用我們核心求解器的先進(jìn)OpenMP–MPI功能，HPC平臺(tái)上的激光焊接模擬比標(biāo)準(zhǔn)工作站配置最多可快約9倍。 高分辨率單道激光熔化模擬的加速比更快的模擬運(yùn)行時(shí)間意味著關(guān)鍵激光焊接應(yīng)用的上市時(shí)間加快。3. 求解器改進(jìn) 1）改進(jìn)的反射模型熔體表面的能量反射非常重要，特別是在模擬匙孔時(shí)。

Hermite-Gaussian模型對于矩形對稱的激光諧振腔，即矩形增益孔徑的激光諧振器，用Hermite-Gaussian模型給出了傍軸波動(dòng)方程的合適解。這些模式的電場分布可以用Hermite多項(xiàng)式表示。

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