焊接热过程仿真实验报告

焊接热过程仿真实验报告

系别：机械工程系

专业年级：08材料成型及控制工程1班

*名：***

学号：**********

指导教师：施刚、黄桂美

2011年3月19日

焊接热过程仿真实验报告

一、实验目的

1、通过实验加强对瞬时点热源焊接温度场和焊接热循环的概念、影响因素、解析解

和数值解的特点等的感性认识。

2、Matlab,Ansys软件的使用。

二、实验内容

1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算，观察温度分布云图，

绘制指定点的焊接热循环曲线，对瞬时点热源焊接温度场的影响因素进行定量定性的探讨。

三、实验步骤

1、使用Matlab计算绘制瞬时点热源焊接温度分布曲线。

(1)启动Matlab软件；

(2)打开新文件，点击“新建”，创建新的文件。

(3)编写程序，将程序复制到程序中。

（4）运行程序

（5）记录指定时间的温度，绘制温度分布曲线。

2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算。

（1）使用文本文件编辑器编写程序

（2）以.mac为扩展名存盘

（3）运行Ansys软件，设置文件夹到程序所在文件夹点击file下的Change Directory

（4）运行程序

（5）使用General Postproc/Read Results读取指定时间的数据

（6）使用General Postproc/Plot Results绘制温度场云图

(7) 使用TimeHist Postproc/Variable Viewer绘制指定点的热循环曲线，获取热循环曲线数据。

四、实验结果与讨论

（1） 使用Matlab 得到的瞬时点热源焊接温度分布曲线如下图

这是使用原程序得到的曲线 这是提高程序中“Q ”值后得到的曲线

由图可知，曲线左右两侧对称分布， 在r=0出，温度最高，，增大Q ，其最高温度也相应的提高。

（2）使用Aansys 软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真

1，先运行原程序的前3个步骤，得到如下图

2，添加程序的第四个步骤，再次运行得到如下图

3同样添加第五步骤，运行，得如下图

将模型分为网格尺寸不同的两个区，在模型的一角，网格划分更细，便于绘制定点热循环曲线选取定点

4使用General Postproc/ReadResults读取指定时间的数据和使用General Postproc/Plot Results绘制温度场云图

如图为时间t=1.9时，所得的温度场

云图，与上图相比，可以发现，温度

的变化范围较小5使用TimeHist Postproc/Variable Viewer绘制指定点的热循环曲线

在模型细网格处，棱边处，依次取3个定点（均不是原点），绘制出入上图的热循环曲线。

由图，可知，当t=0时，各点温度均为0，在随后的热传导过程中，先升温。温度达到峰值后又下降。

观察3条曲线可知，离热源中心越近，即r越小处，达到的峰值温度越高，达到峰值所需要的时间越短。

五、实验体会。

通过这次实验操作，加强对瞬时点热源焊接温度场和焊接热循环的概念、影响因素、解析解和数值解的特点等的感性认识。仿真实验，让我们更好的理解了课本上的理论知识。加强了学习的信心。

同时对于Matlab,Ansys软件的使用也有了一定初步的了解