2022年2022年焊接模拟ansys实例 .pdf

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1、焊接模拟 ansys 实例!下面的命令流进行的是一个简单的二维焊接分析, 利用 ANSYS 单元生死和热 -结构耦合分析功能进!行焊接过程仿真 , 计算焊接过程中的温度分布和应力分布以及冷却后的焊缝残余应力。finish /clear /filnam,1-2D element birth and death /title,Weld Analysis by Element Birth and Death /prep7 /unit,si !采用国际单位制!* et,1,13,4 !13号二维耦合单元 , 同时具有温度和位移自由度et,2,13,4 !1 号材料是钢!2 号材料是铝!3 号材料是铜!

2、铝是本次分析中的焊料, 它将钢结构部分和铜结构部分焊接起来!下面是在几个温度点下, 各材料的弹性模量mptemp,1,20,500,1000,1500,2000 mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11 mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11 mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11 !假设各材料都是双线性随动硬化弹塑性本构关系!下面是各材料在各温度点下的屈服应力和屈服后的弹性模量tb,b

3、kin,1,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,1200e6,0.193e11 tbtemp,500,2 tbdata,1, 933e6,0.150e11 tbtemp,1000,3 tbdata,1, 435e6,0.070e11 tbtemp,1500,4 tbdata,1, 70e6,0.010e11 tbtemp,2000,5 tbdata,1, 7e6,0.001e11 ! tb,bkin,2,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,800e6,0.102e11 tbtemp,500,2 tbdata,1,400e6,0.050e11 tbtemp,1000,3 tb

4、data,1, 70e6,0.008e11 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 7 页 - - - - - - - - - tbtemp,1500,4 tbdata,1, 1e6,0.0001e11 tbtemp,2000,5 tbdata,1,0.1e6,0.00001e11 ! tb,bkin,3,5 tbtemp,20,1 tbdata,1,900e6,0.117e11 tbtemp,500,2 tbdata,1,700e6,0.090e11 tbtem

5、p,1000,3 tbdata,1,230e6,0.030e11 tbtemp,1500,4 tbdata,1, 40e6,0.005e11 tbtemp,2000,5 tbdata,1, 4e6,0.0005e11 ! !材料密度 (假设为常值 ) mp,dens,1,8030 mp,dens,2,4850 mp,dens,3,8900 ! 热膨胀系数 (假设为常值 ) mp,alpx,1,1.78e-5 mp,alpx,2,9.36e-6 mp,alpx,3,1.66e-5 !泊松比 (假设为常值 ) mp,nuxy,1,0.29 mp,nuxy,2,0.30 mp,nuxy,3,0.30

6、 !热传导系数 (假设为常值 ) mp,kxx,1,16.3 mp,kxx,2,7.44 mp,kxx,3,393 !比热(假设为常值 ) mp,c,1,502 mp,c,2,544 mp,c,3,385 !热膨胀系数 (假设为常值 ) !由于该 13 号单元还有磁自由度, 此处假设一磁特性 , 但并不影响我们所关心的结果mp,murx,1,1 mp,murx,2,1 mp,murx,3,1 !假设焊料 (铝)焊上去后的初始温度是1500名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第

7、 2 页，共 7 页 - - - - - - - - - mp,reft,1,20 mp,reft,2,1500 mp,reft,3,20 !* !下面建立几何模型csys,0 k,1,0,0,0 k,2,0.5,0,0 k,3,1,0,0 ! 长 1 米k,4,0,0.3,0 ! 厚度 0.3 米（二维中叫做宽度）k,5,0.35,0.3,0 k,6,0.65,0.3,0 k,7,1,0.3,0 a,1,2,5,4 a,2,6,5 a,2,3,7,6 ! 划分网格 ! esize,0.025 type,2 mat,2 amesh,2 ! esize,0.05 !网格划分出现问题type,1

8、mat,1 amesh,1 ! mat,3 amesh,3 eplot ! /solu antype,4 ! 瞬态分析trnopt,full ! 在模型的左边界加位移约束! nsel,all *get,minx,node,mnloc,x nsel,s,loc,x,minx d,all,ux,0 *get,miny,node,mnloc,y nsel,r,loc,y,miny d,all,uy,0 !*假设模型的左右边界处温度始终保持在20 摄氏度左右 * !其他边界条件如对流和辐射等均可施加，此处因为只是示意而已，故只施加恒温边名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - -

9、- - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 7 页 - - - - - - - - - 界条件nsel,all *get,minx,node,mnloc,x nsel,s,loc,x,minx d,all,temp,20 nsel,all *get,maxx,node,mxloc,x nsel,s,loc,x,maxx d,all,temp,20 ! 由于第 2 个面是焊接所在区域，因此首先将该区域的单元“ 杀死”!nna=2 esel,all *get,emax,elem,num,max asel,s,area,nna esla

10、*get,nse,elem,count *dim,ne,nse *dim,nex,nse *dim,ney,nse *dim,neorder,nse mine=0 !* !下面的 do 循环用于将焊料区的单元按其形心y 坐标排序!以便后面模拟焊料由下向上逐步“ 生长” 过程*do,i1,1,nse esel,u,elem,mine *get,nse1,elem,count ii=0 *do,i,1,emax *if,esel(i),eq,1,then ii=ii+1 ne(ii)=i *endif *enddo *do,i,1,nse1 *get,ney(i),elem,ne(i),cent,

11、y *get,nex(i),elem,ne(i),cent,x *enddo miny=1e20 minx=1e20 *do,i,1,nse1 *if,ney(i),lt,miny,then miny=ney(i) 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 7 页 - - - - - - - - - minx=nex(i) mine=ne(i) *else *if,ney(i),eq,miny,then *if,nex(i),lt,minx,then miny=ne

12、y(i) minx=nex(i) mine=ne(i) *endif *endif *endif *enddo neorder(i1)=mine *enddo !* max_tem=1500 !按照前面假设，焊料的初始温度为1500dt1=1e-3 !用于建立初始条件的一个很小的时间段dt=5 !焊接一个单元所需的时间t=0 ! 起始时间esel,all eplot /auto,1 /replot *do,i,1,nse ekill,neorder(i) esel,s,live eplot *enddo allsel,all outres,all,all ic,all,temp,20 kbc,

13、1 timint,0,struct timint,1,therm timint,0,mag tintp,0.005,1,0.5,0.2 ! nsub1=2 nsub2=40 !* *do,i,1,nse ealive,neorder(i) esel,s,live eplot 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 7 页 - - - - - - - - - esel,all !* 下面的求解用于建立温度的初始条件* t=t+dt1 time,t nsubst,1

14、*do,j,1,4 d,nelem(neorder(i),j),temp,max_tem *enddo solve !*下面的求解用于保证初始的升温速度为零* t=t+dt1 time,t solve !* 下面的步骤用于求解温度分布* *do,j,1,4 ddele,nelem(neorder(i),j),temp *enddo t=t+dt-2*dt1 time,t nsubst,nsub1 solve *enddo t=t+50000 !* 下面的步骤用于冷却过程求解* time,t nsubst,nsub2 solve save finish ! 后处理过程 ! /post1 !* 下

15、面的一系列命令用于生成应力的动画文件* /seg,dele /cont,1,15,0,1200e6/16,1200e6 /dscale,1,1.0 avprin,0,0 avres,1 /seg,multi,stress1,0.1 esel,all *do,i,1,nse esel,u,elem,neorder(i) *enddo *do,i,1,nse esel,a,elem,neorder(i) set,(i-1)*3+1,1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6

16、页，共 7 页 - - - - - - - - - plnsol,s,eqv *do,j,1,nsub1 set,(i-1)*3+3,j plnsol,s,eqv *enddo *enddo *do,i,1,nsub2 set,(nse-1)*3+4,i plnsol,s,eqv *enddo /seg,off,stress1,0.1 /anfile,save,stress1,avi !* 下面的一系列命令用于生成温度的动画文件* /seg,dele /cont,1,15,0,1500/16,1500 /dscale,1,1.0 avprin,0,0 avres,1 /seg,multi,te

17、mp1,0.1 esel,all *do,i,1,nse esel,u,elem,neorder(i) *enddo *do,i,1,nse esel,a,elem,neorder(i) set,(i-1)*3+1,1 plnsol,temp *do,j,1,nsub1 set,(i-1)*3+3,j plnsol,temp *enddo *enddo *do,i,1,nsub2 set,(nse-1)*3+4,i plnsol,temp *enddo /seg,off,temp1,0.1 /anfile,save,temp1,avi finish 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 7 页 - - - - - - - - -