sysweld焊接热源校核部分

四、热源校核
焊接热源模型,可以认为是对作用于焊件上的、在一定时间和位置上的热输入分布特点的一种数学表达。

实际融焊过程是给焊件加热，热源模型就是在有限元计算中的输入热量，用数学函数表示出来。

热源模型的建立在SYSWELD里面使用热源校核工具界面，界面打开方法如下图所示，
热源校核的实际操作步骤如下：
1.建立网格
此步骤的目的是建立焊缝周围的网格模型，对于T型焊缝，搭接焊，拼焊可以直接在系统上选择存在的模板文件。

本次采用T型焊缝为例，操作方法见下图，
之后点击OK载入，parameters设置生成2D网格模型的参数，
选取焊缝参数与实际焊缝厚度方向相一致。

窗口中选择选项，在左边输入框中输入数值，
回车即可赋值给所选选项：
参数设置分别为（单位mm）
(1) C1板高度 3
(2) C2板高度 3
(3) C1板半宽度30
(4) C1板半宽度30
(5) 焊缝处面积 6.5
(6) C1板厚度方向网格数4
(7) C2板厚度方向网格数4
(8) 最大的网格尺寸 3
完成后，点击save，保存参数。

点击create mesh，即可生成在主窗口中生成2维网格。

如下图
然后在热源校核界面上选择拉伸(Translation)或者旋转(Rotation)，
点击Parameters按钮输入参数，
本例中选择拉伸，参数如下
(1) 拉伸总长度90
(2) 在多大区域内划分
细密网格30 (3) 热源中心所在位置距离
拉伸的最末端的距离15
(4) 最小网格尺寸 1
(5) 最大网格尺寸 3
输入后点击Save，进行保存。

返回到热源校核界面。

点击Create mesh，在主界面上
生成3维网格如右图
2.加载材料数据库和函数数据库
a．加载材料数据库步骤如右图所示（注意在sysweld的软件界面上
关闭窗口时，应选择下面的Quit
或者Close按钮来关闭窗口）
打开后，默认路径就是软件的
安装目录，材料库文件
选择welding.mat文件，
点击OK，加载完成。

给焊接零件赋材料，本例材料均选择S355J2G3，方法如下
b．加载函数库文件
步骤如右图所示
函数数据库是用来存放函数的，
热源我们定义好后也是一个函数，
校核完毕后将被存放在我们加载的
函数库文件中。

3.定义热源参数
热源在有限元计算里面认为是一个函数，首先给定初始值对函数的参数给定初始值，然后根据实际焊接的截面熔池形状校核。

在软件中，热源函数给出了三种模型，2维高斯(2D Gaussian)，双椭球(Double ellipsoid)，3维高斯圆锥(3D conical gassian)，另外大家还可以使用custom自定义热源模型。

一般高能束焊推荐采用3维高斯圆锥模型，普通弧焊采用双椭球
模型。

本例采用双椭球热源模型。

模型的几何参数意义可以见下图
首先输入热源函数名
(本例中名字SOURCE_TTS)
模型参数设置如下
Qf与Qr (表示单位体积上的输入能量，
单位是watt/mm^3,
初始输入的是比例关系)
建议 1.2 1
af 双椭球前半轴长度3
ar双椭球后半轴长度 4.5
b横向长度(建议:融宽的一半) 1.8
c 纵向半径(熔深深度) 2
x0，y0，z0 表示热源中心在由焊接线和参考线确定的局部坐标系(以焊接线开始点为坐标原点，焊接线指向参考线方向为x0，沿着焊接线方向为y0，右手定则确定z0轴)中的坐标。

本例0,0,0
ay热源进入方向是沿着z0轴的反方向，ay是热源进入方向沿着y0轴旋转的角度，顺时针为正。

本例0
附加：铝合金热源（厚度3mm）
Power(Total*Efficiency)输入的有效功率，单位是瓦特。

(电流乘以电压乘以效率) 1800
输入后点击Add按钮。

初始值设置完成。

4.求解
设置其余参数，初步求解。

Plot子菜单里面，
选择Macrography(在计算完毕后
自动显示截面温度云图)
Molten temperature(熔点) 1500
HAZ temperature(热影响温度) 800
温度单位均为摄氏度。

Solve子菜单里面，
选择solve，
Curvilinear velocity： 5
(热源移动速度，单位mm/s)
Intial temperature：20
(焊接件初始温度，单位摄氏度)
Phase proportions(初始相)
按默认。

其余选项默认
点击OK键，进行初算。

5.检查结果
计算完毕后，屏幕上会自动显示截面的温度场结果，如下图所示，与实际的焊缝相对照，根据实际情况回去调整Process里面的参数(修改方法：点击Process下面框中的文字，然后修改对应的空格，修改后，点击Add下面的Replace即可替换掉以前的值)，修改后继续点击OK计算，观察结果，只到焊缝的熔池及热处理区与实际情况向符合为止。

6.保存热源到函数库
得到合适热源参数后，保存到函数库中，用于后面求解时使用。

关闭窗口后，会有提示窗口
提示数据库文件被修改，是否保存，点击Yes，保存。

热源校核的过程全部完成。