基于某ANSYS的焊接过程模拟分析报告(含命令流)

焊接模拟ansys实例

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!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,1,20,500,1000,1500,2000mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11mpdata,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,bkin,1,5tbtemp,20,1tbdata,1,1200e6,0.193e11tbtemp,500,2tbdata,1, 933e6,0.150e11tbtemp,1000,3tbdata,1, 435e6,0.070e11tbtemp,1500,4tbdata,1, 70e6,0.010e11tbtemp,2000,5tbdata,1, 7e6,0.001e11!tb,bkin,2,5tbtemp,20,1tbdata,1,800e6,0.102e11tbtemp,500,2tbdata,1,400e6,0.050e11tbtemp,1000,3tbdata,1, 70e6,0.008e11tbdata,1, 1e6,0.0001e11tbtemp,2000,5tbdata,1,0.1e6,0.00001e11!tb,bkin,3,5tbtemp,20,1tbdata,1,900e6,0.117e11tbtemp,500,2tbdata,1,700e6,0.090e11tbtemp,1000,3tbdata,1,230e6,0.030e11tbtemp,1500,4tbdata,1, 40e6,0.005e11tbtemp,2000,5tbdata,1, 4e6,0.0005e11!!材料密度(假设为常值)mp,dens,1,8030mp,dens,2,4850mp,dens,3,8900! 热膨胀系数(假设为常值)mp,alpx,1,1.78e-5mp,alpx,2,9.36e-6mp,alpx,3,1.66e-5!泊松比(假设为常值)mp,nuxy,1,0.29mp,nuxy,2,0.30mp,nuxy,3,0.30!热传导系数(假设为常值)mp,kxx,1,16.3mp,kxx,2,7.44mp,kxx,3,393!比热(假设为常值)mp,c,1,502mp,c,2,544mp,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,1,1mp,murx,2,1mp,murx,3,1!假设焊料(铝)焊上去后的初始温度是1500℃mp,reft,2,1500mp,reft,3,20!****************************************************** !下面建立几何模型csys,0k,1,0,0,0k,2,0.5,0,0k,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,5,0.35,0.3,0k,6,0.65,0.3,0k,7,1,0.3,0a,1,2,5,4a,2,6,5a,2,3,7,6划分网格esize,0.025type,2mat,2amesh,2!esize,0.05 !网格划分出现问题type,1mat,1amesh,1!mat,3amesh,3eplot!/soluantype,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,xnsel,s,loc,x,minxd,all,ux,0*get,miny,node,,mnloc,ynsel,r,loc,y,minyd,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，故只施加恒温边界条件nsel,all*get,minx,node,,mnloc,xnsel,s,loc,x,minxd,all,temp,20nsel,all*get,maxx,node,,mxloc,xnsel,s,loc,x,maxxd,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=2esel,all*get,emax,elem,,num,maxasel,s,area,,nnaesla*get,nse,elem,,count*dim,ne,,nse*dim,nex,,nse*dim,ney,,nse*dim,neorder,,nsemine=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,nseesel,u,elem,,mine*get,nse1,elem,,countii=0*do,i,1,emax*if,esel(i),eq,1,thenii=ii+1ne(ii)=i*endif*enddo*do,i,1,nse1*get,ney(i),elem,ne(i),cent,y*get,nex(i),elem,ne(i),cent,x*enddominy=1e20minx=1e20*do,i,1,nse1*if,ney(i),lt,miny,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*else*if,ney(i),eq,miny,then*if,nex(i),lt,minx,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*endif*endif*endif*enddoneorder(i1)=mine*enddo!************************************************************** max_tem=1500 !按照前面假设，焊料的初始温度为1500℃dt1=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,alleplot/auto,1/replot*do,i,1,nseekill,neorder(i)esel,s,liveeplot*enddoallsel,alloutres,all,allic,all,temp,20kbc,1timint,0,structtimint,1,thermtimint,0,magtintp,0.005,,,1,0.5,0.2!nsub1=2nsub2=40!**************************************************do,i,1,nseealive,neorder(i)esel,s,liveeplotesel,all!******下面的求解用于建立温度的初始条件******t=t+dt1time,tnsubst,1*do,j,1,4d,nelem(neorder(i),j),temp,max_tem*enddosolve!****下面的求解用于保证初始的升温速度为零****t=t+dt1time,tsolve!*********下面的步骤用于求解温度分布***********do,j,1,4ddele,nelem(neorder(i),j),temp*enddot=t+dt-2*dt1time,tnsubst,nsub1solve*enddot=t+50000 !*********下面的步骤用于冷却过程求解***** time,tnsubst,nsub2solvesavefinish后处理过程/post1!**************下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,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,stress1,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,s,eqv*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,s,eqv*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,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,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,temp1,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,temp*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,temp*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,temp*enddo/seg,off,temp1,0.1/anfile,save,temp1,avifinish。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言焊接作为一种重要的工艺方法，广泛应用于各种工程结构中。

然而，焊接过程中产生的温度场和应力分布对焊接结构的质量、性能和使用寿命有着重要的影响。

因此，对焊接温度场和应力的研究具有非常重要的意义。

本文将通过ANSYS软件进行焊接温度场和应力的数值模拟研究，以期为焊接工艺的优化提供理论依据。

二、焊接温度场的数值模拟1. 建模与材料属性设定在ANSYS中建立焊接结构的几何模型，设定材料的热学性能参数，如热导率、比热容等。

同时，设定焊接过程中的热源模型，如高斯热源模型等。

2. 网格划分与边界条件设定对模型进行合理的网格划分，以便更好地捕捉温度场的分布情况。

设定边界条件，包括环境温度、对流换热系数等。

3. 求解与结果分析通过ANSYS的瞬态热分析模块进行求解，得到焊接过程中的温度场分布情况。

分析温度场的变化规律，研究焊接过程中的热循环行为。

三、焊接应力的数值模拟1. 建模与材料属性设定在ANSYS中建立与温度场分析相同的几何模型，设定材料的力学性能参数，如弹性模量、泊松比等。

同时，导入温度场分析的结果作为应力分析的初始条件。

2. 网格划分与约束条件设定对应力分析模型进行网格划分，并设定约束条件，如固定支座等。

这些约束条件将影响应力的分布情况。

3. 求解与结果分析通过ANSYS的结构分析模块进行求解，得到焊接过程中的应力分布情况。

分析应力的变化规律，研究焊接过程中的残余应力分布情况。

同时，结合温度场分析结果，研究温度与应力之间的关系。

四、结果与讨论1. 温度场分析结果通过ANSYS的数值模拟，得到了焊接过程中的温度场分布情况。

结果表明，在焊接过程中，焊缝处的温度较高，随着距离焊缝的增大，温度逐渐降低。

同时，随着时间的变化，温度场呈现出明显的热循环行为。

2. 应力分析结果在应力分析中，我们发现焊接过程中会产生较大的残余应力。

这些残余应力主要分布在焊缝及其附近区域，并呈现出一定的规律性。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和机械工程的不断发展，焊接作为连接各种金属材料的主要方法之一，其过程和结果的研究显得尤为重要。

焊接过程中，由于局部高温和材料相变，会产生复杂的温度场和应力分布。

这些因素对焊接接头的质量、强度和耐久性有着重要影响。

因此，对焊接温度场和应力的数值模拟研究具有重要的理论和实践意义。

本文将基于ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究。

二、焊接温度场的数值模拟研究1. 模型建立在ANSYS中，我们首先需要建立焊接过程的物理模型。

根据实际焊接条件和材料属性，设定合理的几何尺寸和材料参数。

同时，考虑到焊接过程中的热源分布、热传导和热对流等因素，我们采用适当的热源模型和边界条件。

2. 网格划分与求解在模型建立完成后，我们需要对模型进行网格划分。

网格的精细程度将直接影响模拟结果的准确性。

接着，我们设定求解器，根据热传导方程和边界条件进行求解。

通过求解，我们可以得到焊接过程中的温度场分布。

三、焊接应力的数值模拟研究1. 热弹性-塑性本构关系焊接过程中，由于温度的变化，材料将发生热膨胀和收缩。

这种热膨胀和收缩将导致应力的产生。

在ANSYS中，我们需要设定合理的热弹性-塑性本构关系，以描述材料的热膨胀和收缩行为。

2. 应力求解与分析根据热弹性-塑性本构关系和温度场分布，我们可以求解出焊接过程中的应力分布。

通过对应力结果进行分析，我们可以了解焊接接头的应力分布情况，从而评估焊接接头的质量和强度。

四、结果与讨论1. 温度场分布通过ANSYS模拟，我们可以得到焊接过程中的温度场分布。

温度场分布将直接影响焊接接头的质量和性能。

我们可以观察到，在焊接过程中，局部高温将导致材料发生相变和热膨胀。

同时，热对流和热传导将影响温度场的分布。

2. 应力分布在得到温度场分布的基础上，我们可以进一步求解出焊接过程中的应力分布。

应力分布将直接影响焊接接头的强度和耐久性。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和机械工程的不断发展，焊接技术已成为一种重要的连接方法，广泛应用于各个工业领域。

然而，焊接过程中涉及到的高温、高应力等复杂因素往往会对焊接件的性能产生影响。

因此，对焊接过程中的温度场和应力进行准确预测和模拟，对于优化焊接工艺、提高产品质量具有重要意义。

本文基于ANSYS 软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究。

二、研究背景及意义焊接过程中，温度场和应力的分布直接影响着焊接件的质量和性能。

传统的焊接工艺往往依赖于经验公式和试验数据，但这些方法往往难以准确预测焊接过程中的温度场和应力分布。

因此，采用数值模拟方法对焊接过程进行模拟，可以为优化焊接工艺、提高产品质量提供有力支持。

ANSYS作为一种功能强大的工程仿真软件，广泛应用于各种工程领域的数值模拟，包括焊接过程的温度场和应力模拟。

三、研究方法本研究采用ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟。

首先，建立焊接过程的有限元模型，包括材料属性、热源模型、边界条件等。

其次，利用ANSYS的热分析模块，对焊接过程中的温度场进行模拟，分析温度分布和变化规律。

最后，利用ANSYS的结构分析模块，对焊接过程中的应力进行模拟，分析应力的分布和变化规律。

四、结果与讨论1. 温度场模拟结果通过ANSYS的热分析模块，我们得到了焊接过程中的温度场分布。

结果表明，在焊接过程中，焊缝处的温度最高，随着距离焊缝的远离，温度逐渐降低。

此外，我们还发现在焊接过程中，温度分布呈现出明显的非线性特征，这与实际焊接过程中的情况相符。

2. 应力模拟结果在得到温度场分布的基础上，我们进一步利用ANSYS的结构分析模块对焊接过程中的应力进行模拟。

结果表明，在焊接过程中，焊缝处由于高温产生的热应力较大。

此外，由于焊接过程中材料的热膨胀和收缩不均匀，还会产生残余应力。

这些应力对焊接件的性能和寿命具有重要影响。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展，焊接技术已经成为一种关键的加工手段，被广泛应用于机械、船舶、航空和汽车等领域。

焊接过程中的温度场和应力分布直接影响焊接质量和性能。

因此，通过数值模拟研究焊接过程中的温度场和应力分布具有重要意义。

本文利用ANSYS软件对焊接过程进行数值模拟，分析温度场和应力的变化规律，为优化焊接工艺和提高焊接质量提供理论依据。

二、ANSYS在焊接模拟中的应用ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，具有强大的热-结构耦合分析能力。

在焊接模拟中，ANSYS可以通过建立三维模型、设定材料属性、加载边界条件等方式，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟。

通过ANSYS软件，我们可以更加直观地了解焊接过程中的温度分布和应力变化，为优化焊接工艺提供理论支持。

三、焊接温度场的数值模拟研究（一）模型建立与材料属性设定在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型，设定材料属性，包括热导率、比热容、热膨胀系数等。

根据实际焊接工艺，设定加热速度、焊接速度、电流等工艺参数。

（二）温度场模拟与结果分析在设定的边界条件下，模拟焊接过程中的温度场变化。

通过分析温度场的分布规律，可以得出焊接过程中各部位的加热速度、峰值温度等信息。

结合实际工艺参数，可以优化焊接工艺，提高焊接质量和效率。

四、焊接应力的数值模拟研究（一）模型建立与材料属性设定与温度场模拟类似，在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型，并设定材料属性。

考虑到焊接过程中的热-结构耦合效应，需要设定材料的热弹塑性本构关系。

（二）应力模拟与结果分析在模拟过程中，考虑热-结构耦合效应，分析焊接过程中的应力分布和变化规律。

通过分析应力场的分布、大小和变化趋势，可以得出焊接过程中各部位的应力状态和变形情况。

结合实际工艺参数和应力分布规律，可以优化焊接工艺，减少焊接过程中的残余应力和变形。

五、结论本文利用ANSYS软件对焊接过程中的温度场和应力进行了数值模拟研究。

ANSYS点焊构件有限元模拟命令流

以下是本人做的一个点焊有限元分析的例子的命令流，注意本人用的是ANSYS，这里面有很多的命令流是废话，本人懒，就不做剪切了，其中重要的地方我都做了解释。

将命令流复制粘贴到ANSYS的命令窗口按键盘上的回车键即可运行。

这个案例用的是刚性短梁模拟焊点，希望对某些同志有一些参考意义。

还要啰嗦一句，分析结果没有用实验验证过，正确与否，本人未知。

Finish 这三句是必须粘贴进去的/clear/prep7ET,1,SHELL181 这两行是单元类型!*ET,2,BEAM188!*R,1,0.0017, , , , , , 钢板厚度RMORE, , , , , , ,!*!*MPTEMP,,,,,,,, 这段是材料参数MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2.07E11MPDATA,PRXY,1,,0.3TB,BISO,1,1,2,TBTEMP,0TBDA TA,,300E6,490E6,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,2,,2.0E11MPDATA,PRXY,2,,0.3TB,BISO,2,1,2,TBTEMP,0TBDA TA,,400E6,1000E6,,,,SECTYPE, 1, BEAM, CSOLID, , 0SECOFFSET, CENTSECDATA,0.001,0,0,0,0,0,0,0,0,0 用于模拟焊点的短梁的半径，焊点的大小可在这里定义，这里是1mmRECTNG,0,0.1,0,0.16, 这段是模型的几何建模，本人是先画钢板，后画/DIST,1,1.08222638492,1 线的，这短线代表了焊点/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTFLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,1AGEN,2,P51X, , ,0,0,0.0015, ,0 /DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/VIEW,1,-1/ANG,1/REP,FAST/VIEW,1,,,1/ANG,1/REP,FASTFLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,2AGEN, ,P51X, , ,0.06,0,0, , ,1/REP,FAST/VIEW,1,,1/ANG,1/REP,FAST/VIEW,1,,,1/ANG,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTK,9,0.08,0.08,0, 画关键点K,10,0.08,0.08,0.0015,LSTR, 9, 10 连线AESIZE,ALL,0.005, 这段是划分网格MSHKEY,0FLST,5,2,5,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,-2CM,_Y,AREAASEL, , , ,P51XCM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_Y!*AMESH,_Y1!*CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!*CM,_Y,LINELSEL, , , , 9CM,_Y1,LINECMSEL,S,_Y!*!*CMSEL,S,_Y1LATT,2,1,2, , , ,1CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1!*FLST,5,1,4,ORDE,1FITEM,5,9CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,1!*MSHKEY,0LMESH, 9/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTNUMCMP,NODE 这行是压缩节点/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST!*!*/COM, CONTACT PAIR CREATION - START 这段是创建接触对，用modeling>create>contact pair就可以创建了，注意要把里面的算法换成MPC算法，就可以创建一个MPC接触对了CM,_NODECM,NODECM,_ELEMCM,ELEMCM,_KPCM,KPCM,_LINECM,LINECM,_AREACM,AREACM,_VOLUCM,VOLU/GSA V,cwz,gsav,,tempMP,MU,1,MA T,1MP,EMIS,1,7.88860905221e-031R,3REAL,3ET,3,170R,3,,,1.0,0.1,0,RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0RMORE,10.0KEYOPT,4,4,0KEYOPT,4,5,0KEYOPT,4,7,0KEYOPT,4,8,0KEYOPT,4,9,0KEYOPT,4,10,2KEYOPT,4,11,0KEYOPT,4,12,5KEYOPT,4,2,2KEYOPT,3,5,0! Generate the target surfaceASEL,S,,,1ASEL,A,,,2CM,_TARGET,AREATYPE,3NSLA,S,1ESLN,S,0ESLL,UESEL,U,ENAME,,188,189NSLE,A,CT2 ! CZMESH patch (fsk qt-40109 8/2008) ESURFCMSEL,S,_ELEMCM! Generate the contact surfaceLSEL,S,,,9CM,_CONTACT,LINETYPE,4NSLL,S,1ESLN,S,0ESURF*SET,_REALID,3ALLSELESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3ESEL,A,TYPE,,4ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1! Reverse target normals ESEL,NONEESEL,A,TYPE,,3 ESEL,R,REAL,,3 ESURF,,REVERSE ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1EPLOT!! Reverse contact normals ESEL,NONEESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3 ESURF,,REVERSE ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1EPLOT!ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3 CMSEL,A,_NODECM CMDEL,_NODECM CMSEL,A,_ELEMCM CMDEL,_ELEMCM CMSEL,S,_KPCM CMDEL,_KPCM CMSEL,S,_LINECM CMDEL,_LINECM CMSEL,S,_AREACM CMDEL,_AREACM CMSEL,S,_VOLUCMCMDEL,_VOLUCM/GRES,cwz,gsavCMDEL,_TARGETCMDEL,_CONTACT/COM, CONTACT PAIR CREATION - END /MREP,EPLOT/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTFINISH/SOL!*ANTYPE,0LSEL,S, , , 4NSLL,S,1FLST,2,33,1,ORDE,4FITEM,2,1FITEM,2,54FITEM,2,74FITEM,2,-104!*/GO 这段是加载及约束边界D,P51X, ,0, , , ,ALL, , , , , 这行是对左边界全约束LSEL,S, , , 6NSLL,S,1FLST,2,33,1,ORDE,3FITEM,2,695FITEM,2,715FITEM,2,-746!*/GOD,P51X, ,0, , , ,UZ, , , , , 这行是对最右边缘节点的Z方向约束FLST,2,33,1,ORDE,3FITEM,2,695FITEM,2,715FITEM,2,-746!*/GOD,P51X, ,0.001, , , ,UX, , , , , 这行是对最右边缘的节点的X方向加载一个1mm的位移ALLSEL,ALLSA VE,'5m1','db','D:\MYDOCU~1\ANSYS\' 这行是文件的保存名字/STA TUS,SOLUSOLVE 这行是求解。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展，焊接技术已经成为一种不可或缺的加工工艺。

焊接过程中的温度场及应力分布情况，对于焊缝的形成、质量及产品的整体性能都具有至关重要的影响。

为了准确了解和控制焊接过程，并优化工艺参数，本文以ANSYS为平台，进行了基于焊接温度场和应力的数值模拟研究。

二、焊接数值模拟的研究背景与意义焊接是一个涉及高温、材料相变和热力耦合的复杂过程。

传统的焊接工艺控制主要依赖于经验和实践，然而，这往往难以精确地预测和控制焊接过程中的温度场和应力分布。

因此，通过数值模拟的方法来研究焊接过程，不仅可以提高焊接质量和效率，还可以为工艺优化提供理论依据。

三、ANSYS在焊接数值模拟中的应用ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件，可以模拟各种复杂的物理现象。

在焊接数值模拟中，ANSYS可以用于分析焊接过程中的温度场、应力场、变形等。

通过建立合理的物理模型和数学模型，ANSYS可以准确地模拟出焊接过程中的温度变化和应力分布。

四、研究方法与模型建立1. 物理模型建立：根据实际焊接件的几何尺寸和材料属性，建立相应的物理模型。

2. 数学模型建立：根据传热学、热力学和力学原理，建立焊接过程中的温度场和应力场的数学模型。

3. 网格划分：对物理模型进行网格划分，以便进行后续的数值计算。

4. 边界条件和材料属性设定：根据实际焊接条件，设定边界条件和材料属性。

五、焊接温度场的数值模拟研究1. 温度场模拟结果：通过ANSYS软件进行数值计算，得到焊接过程中的温度场分布情况。

2. 温度场分析：对温度场分布进行分析，了解焊接过程中的温度变化规律和热影响区范围。

3. 工艺参数优化：根据温度场模拟结果，优化焊接工艺参数，以提高焊接质量和效率。

六、焊接应力的数值模拟研究1. 应力场模拟结果：通过ANSYS软件进行数值计算，得到焊接过程中的应力场分布情况。

2. 应力场分析：对应力场分布进行分析，了解焊接过程中的应力变化规律和残余应力的分布情况。

基于ANSYS的焊接过程模拟分析方法研究

基于ANSYS的焊接过程模拟分析方法研究作者：安超来源：《数字技术与应用》2013年第02期摘要：本文探讨了利用ANSYS软件对焊接过程进行模拟的分析方法。

通过实例计算得到了焊接过程中的温度场、应力场分布，对焊接模拟过程进行了验证。

关键词：ANSYS 焊接温度场应力场中图分类号：TG44 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）02-0064-02随着现代计算机技术的广泛应用，焊接生产信息化已成为大势所趋。

利用计算机技术对焊接过程进行模拟，可以深入研究焊接过程的本质规律，使焊接技术更加科学化。

通过计算机技术模拟复杂的焊接过程，可以有效防止焊接缺陷的发生，对提高焊接质量有重大意义。

ANSYS是全球最通用的大型有限元分析软件之一，在CAE仿真分析中发挥着重要作用。

其界面友好、功能强大，可以有效模拟焊接的非线性过程。

因此，ANSYS软件在焊接过程模拟分析中得到了广泛的应用。

1 ANSYS分析方法焊接温度场问题，可以看作是在一定初始条件和边界条件下，工件内部的热传导问题。

对于一个实体，当不同部位的温度存在差异时，热量就会发生流动从而形成热导。

热传导过程符合傅里叶热导方程：（1）式中、、分别为x、y、z三个方向上的热导系数，是单位体积热生成率。

求解过程必须考虑边界和初始条件，温度场边界条件分三种类型：（1）第一类边界条件：物体在某些边界上的温度函数为已知，即：（2）式中是边界温度，它可以随位置和时间变化。

（2）第二类边界条件：物体某些边界上的热流密度为已知。

（3）式中为边界外法线方向，为边界上的热流密度，物体向外流为正。

（3）第三类边界条件：物体在某些边界上的对流条件为已知。

（4）式中是对流系数，是流体参照温度。

2 关键问题的处理2.1 高斯移动热源焊接热源具有局部集中、瞬时、快速移动的特点，很容易形成不均匀的温度场。

这种不均匀的温度场，是形成焊接残余应力和变形最根本的原因。

因此，建立焊接热源模型对焊接温度场的模拟尤为重要。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着科技的发展，焊接技术作为制造行业中的关键工艺之一，其质量和效率直接关系到产品的性能和寿命。

因此，对焊接过程中的温度场和应力分布进行精确的数值模拟显得尤为重要。

ANSYS作为一种功能强大的工程仿真软件，被广泛应用于焊接过程的数值模拟。

本文将基于ANSYS，对焊接温度场和应力进行数值模拟研究，以期为实际生产提供理论依据。

二、焊接温度场的数值模拟1. 模型建立在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型，包括焊件、焊缝、热源等部分。

其中，焊件采用实体单元进行建模，焊缝则通过线单元进行描述。

热源模型的选择对于模拟结果的准确性至关重要，应根据具体的焊接工艺选择合适的热源模型。

2. 材料属性及边界条件根据实际材料，设定焊件和焊缝的热导率、比热容、热扩散率等物理参数。

同时，设定初始温度、环境温度等边界条件。

3. 数值模拟过程根据焊接过程的实际情况，设定加载步和时间步长，模拟焊接过程中的温度变化。

通过ANSYS的热分析模块，得到焊接过程中的温度场分布。

三、焊接应力的数值模拟1. 耦合分析焊接过程中，温度场的变化会导致应力的产生。

因此，在ANSYS中，需要将在热分析中得到的温度场结果作为应力分析的输入条件，进行热-结构耦合分析。

2. 本构关系与材料模型根据材料的本构关系和力学性能，设定材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数。

同时，选择合适的材料模型，如各向同性模型或各向异性模型。

3. 应力分析通过ANSYS的结构分析模块，结合耦合后的温度场结果，进行应力分析。

得到焊接过程中的应力分布和变化情况。

四、结果与讨论1. 温度场结果分析通过ANSYS的后处理功能，可以得到焊接过程中的温度场分布图。

分析温度场的分布情况，可以了解焊接过程中的热传导和热扩散情况，为优化焊接工艺提供依据。

2. 应力结果分析同样，通过后处理功能可以得到焊接过程中的应力分布图。

分析应力的分布和变化情况，可以了解焊接过程中产生的残余应力和变形情况。

焊接ANSYS命令流

/CLEAR !清除数据库，新建文件/FILNAME, EXAMPLE30 !改变工作名!开始热分析!建立有限元模型/PREP7 !进入前处理器ET,1,PLANE77 !平面热单元ET,2,SOLID90 !空间热单元V=0.005 !焊接线速度LENGTH=0.05 !钢板沿焊缝方向长度L_NUMBER=LENGTH/V !沿焊缝方向单元段数 MPTEMP,1,0,300,600,1000,1300,2000 !定义材料模型，温度表 MPDATA,DENS,1,1,7859,7770,7659,7600,6750,6750 !密度MPDATA,DENS,2,1,7859,7770,7659,7600,6750,6750MPDATA,C,1,1,450,514,967,1370,2800,2000 !比热MPDATA,C,2,1,450,514,967,1370,2800,2000MPDATA,KXX,1,1,67,53,39,31, 20,20 !传导系数MPDATA,KXX,2,1,67,53,39,31,20,20RECT,0,0.10,0,0.01 !因为对称，创建 1/2实体模型 K,5,0.002K,6,0.002,0.002K,7,0.00662,0.01K,8,0.00339,0.01112K,9,0,0.0115LARC,7,9,8A,1,5,6,7,9AGEN,2,2ASBA,1,2AGLUE, ALLK,20,0,0.00385CIRCLE,20,0.008,,,90CIRCLE,20,0.012,,,90ASBL,3,4ASBL,2,5ESIZE, 0.00075SMRTSIZE,7MSHAPE,1AMESH,3,5,1ESIZE, 0.003AMESH,1 !划分单元EXTOPT,ESIZE,L_NUMBEREXTOPT,ACLEAR,1MA T,1VEXT,3,5,1,,,LENGTH !挤出MA T,2VEXT,1,,,,,LENGTHNUMMRG,NODE !合并两次挤出产生的位置重合的节点ALLSFINISH!热分析求解!作稳态热分析施加初始温度/SOLU !进入求解器AUTOTS,ON !打开自动时间步长OUTPR,NSOL,ALL !输出控制OUTRES,NSOL,ALLKBC,1 !阶跃载荷ANTYPE,TRANS !瞬态分析TIMINT,OFF !关闭时间积分NSUBST,4 !子步数目D,ALL,TEMP,20 !施加初始温度TIME,0.01 !时间SOLVE !解答!杀死焊缝单元ESEL,S,MAT,,1 !选择焊缝单元EKILL,ALL !杀死单元ESEL,ALLTIME,0.02SOLVE!开始激活焊缝单元，进行瞬态热分析TIMINT,ON,THER !打开时间积分，进行瞬态分析 DDELE,ALL,TEMP !删除前面用 D 命令施加的温度载荷TIME=0.02 !变量 TIME 的初始值*DIM,QQ,ARRAY,8 !定义数组，存储单元节点热流密度*DIM,E_NODE,ARRAY,20 !定义数组，存储单元所属节点编号*GET,ELEM_MAX, ELEM, 0, NUM,MAX !获取最大单元号*GET,ELEM_MIN, ELEM, 0,NUM,MIN !获取最小单元号*GET,NODE_MAX, NODE, 0, NUM,MAX !获取最大节点号*GET,NODE_MIN, NODE, 0,NUM,MIN !获取最小节点号*DIM,NODE_A VE,ARRAY,NODE_MAX !定义数组，存储节点相邻单元数量*DO,J,NODE_MIN,NODE_MAX !计算节点相邻单元数量，循环开始ALLS*IF,NSEL(J),EQ,1,THENNSEL,S,,,J !选择节点JESLN,S !选择节点J 相邻单元*GET,NODE_A VE(J), ELEM, 0,COUNT !获取单元数量*ENDIF*ENDDO !计算节点相邻单元数量，循环结束ALLS*DO,KK,1,3 !计算三层焊缝温度场，循环开始 R=0.02 !电弧有效加热半径*IF,KK,EQ,1,THEN !第一层焊缝的基本参数Q=3200*0.7 !输入热量QMAX=3*Q/3.1415926/R/R !变量XC= 0.11190E02 !第一层焊缝质心X 坐标YC= 0.21451E02 !第一层焊缝质心Y 坐标V_NUM=2 !第一层焊缝的体号TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/V !第一层焊缝时间增量*ENDIF*IF,KK,EQ,2,THEN !第二层焊缝的基本参数Q=4500*0.7QMAX=3*Q/3.1415926/R/RXC= 0.20373E02YC= 0.60454E02V_NUM=1TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/1.5/V*ENDIF*IF,KK,EQ,3,THEN !第三层焊缝的基本参数Q=5800*0.7QMAX=3*Q/3.1415926/R/RXC= 0.29574E02YC= 0.94733E02V_NUM=3TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/2/V*ENDIF*DO,J,1,L_NUMBER !从头至尾激活第 KK 层焊缝，开始SFEDELE,ALL,ALL,HFLUX !删除以前施加的热流密度VSEL,S,,,V_NUM !选择第 KK 层焊缝所对应的体ESLV,S,1 !选择体上单元即第 KK 层焊缝单元NSEL,R,LOC,Z,(J1)*LENGTH/L_NUMBER+0.001,J*LENGTH/L_NUMBER0.001!选择第 J 行单元的中间节点 ESLN,R !选择第 KK 层第J 行单元EALIVE,ALL !激活单元ALLSZC=(J0.5)*LENGTH/L_NUMBER !第 KK 层第J 行单元质心 Z坐标*DO,I,ELEM_MIN,ELEM_MAX !计算施加单元热流密度，循环开始*IF,ESEL(I),EQ,1,THENESEL,S,,,I !选择第 I个单元*DO,K,1,8 !计算第I单元前8个节点热流密度*GET,E_NODE(K),ELEM,I,NODE,K !获取第 I 个单元第 K 个节点的编号SS=E_NODE(K)DISP=SQRT((NX(SS)XC)*(NX(SS)XC)+(NY(SS)YC)*(NY(SS)YC)+(NZ(SS)ZC)*(NZ(SS) ZC)) !计算节点到热中心点(质心)的距离EEE=3*DISP*DISP/R/R !变量*IF,EEE,LT,25,THENQQ(K)=QMAX*EXP(EEE)/NODE_A VE(E_NODE(K)) !第 K 个节点的热流密度*ELSEQQ(K)=0*ENDIF*ENDDO*IF,QQ(1)+QQ(2)+QQ(3)+QQ(4),NE,0,THENSFE,I,1,HFLUX,,QQ(1), QQ(2), QQ(3),QQ(4) !在第 I 个单元第一个面上加热流密度*ENDIF*IF,QQ(1)+QQ(2)+QQ(5)+QQ(6),NE,0,THENSFE,I,2,HFLUX,,QQ(1), QQ(2), QQ(6),QQ(5) !在第 I 个单元第二个面上加热流密度*ENDIF*IF,QQ(6)+QQ(2)+QQ(3)+QQ(7),NE,0,THENSFE,I,3,HFLUX,,QQ(2), QQ(3), QQ(7),QQ(6) !在第 I 个单元第三个面上加热流密度*ENDIF*IF,QQ(1)+QQ(4)+QQ(5)+QQ(7),NE,0,THENSFE,I,5,HFLUX,,QQ(1), QQ(4), QQ(7),QQ(5) !在第 I 个单元第五个面上加热流密度*ENDIF*IF,QQ(5)+QQ(6)+QQ(7)+QQ(8),NE,0,THENSFE,I,6,HFLUX,,QQ(5), QQ(6), QQ(7),QQ(8) !在第 I 个单元第六个面上加热流密度*ENDIFALLS*ENDIF*ENDDO !计算施加单元热流密度，循环结束ALLSASEL,S,LOC,Z,0 !选择边界面ASEL,A,LOC,Z, LENGTHASEL,A,,,20,22,1ASEL,A,,,17SFA,ALL,1,CONV,30,20 !施加对流边界条件ALLSTIME=TIME+TIME_INC !时间变量NSUBST,5,10,3 !步长LNSRCH,ON !打开线性搜索TIME,TIME !设定分析时间SOLVE*ENDDO !从头至尾激活第 KK 层焊缝，结束TIME=TIME+3600 !空冷 3600sTIME,TIMESFEDELE,ALL,ALL,HFLUX !空冷SOLVE !解答*ENDDO !计算三层焊缝温度场，循环结束 SA VE !保存FINI!开始结构分析!前处理/PREP7ETCHG,TTS !将热单元转换为结构单元ET,3,COMBIN14 !弹簧单元R,1,1000 !弹簧刚度MPTEMP !以下定义材料模型MPTEMP,1, 0,300,600,1000,1300,1400,2000 !温度表MPDATA,EX,1,1,2E11,1.86E11,1.35E11,2E10,2E7, 2E7,2E7 !弹性模量MPDATA,EX,2,1,2E11,1.86E11,1.35E11,2E10,2E7, 2E7,2E7MPDATA,PRXY,1,1,0.33,0.33,0.35,0.36,0.4,0.4 !泊松比MPDATA,PRXY,2,1,0.33,0.33,0.35,0.36,0.4,0.4MPDATA,ALPX,1,1,12E6,12.6E6,13.0E6,13.4E6,13.7E6,14E6,13.7E6 !线膨胀系数 MPDATA,ALPX,1,1,12E6,12.6E6,13.0E6,13.4E6,13.7E6,14E6,13.7E6MP,REFT,1,20 !参考温度MP,REFT,2,20TB,BKIN,1,5TBTEMP,15TBDATA,1,280E6,2E9 !屈服极限，切向模量TBTEMP,800TBDATA,1,10E6,1E7TBTEMP,2500TBDATA,1,10E6,1E6TBCOPY,BKIN,1,2 !复制材料 BKIN 数据!以下创建弹簧单元，目的是防止结构产生较大的刚性位移，导致计算不收敛，由于弹簧!刚度极小，弹簧力不大，对分析不会产生影响K,50,0.11,0.01K,51,0.11,0.01,LENGTHL,50,3L,51,25TYPE,3REAL,1ESIZE,,1LMESH,49,50,1FINISH!结构分析的求解/SOLUDK,10,ALL !在关键点上施加全约束，不妨碍热变形DA,8, UX !在对称面上施加垂直该面方向约束DA,14, UXDA,18, UXANTYPE,TRANS !瞬态分析OUTPR,ALL,ALL !输出控制OUTRES,ALL,ALLKBC,0AUTOTS,ON!杀死焊缝单元TIME,0.02ESEL,S,MAT,,1EKILL,ALL !杀死单元ESEL,ALLNSUBST,1SOLVETIME=0.02!以下顺序激活焊缝单元*DO,KK,1,3*IF,KK,EQ,1,THENV_NUM=2TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/V*ENDIF*IF,KK,EQ,2,THENV_NUM=1TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/1.5/V*ENDIF*IF,KK,EQ,3,THENV_NUM=3TIME_INC=LENGTH/L_NUMBER/2/V*ENDIF*DO,J,1,L_NUMBERVSEL,S,,,V_NUMESLV,S,1NSEL,R,LOC,Z,(J1)*LENGTH/L_NUMBER+0.001,J*LENGTH/L_NUMBER0.001 ESLN,REALIVE,ALLALLSTIME=TIME+TIME_INCBFDELE,ALL,TEMP !删除以前施加的温度载荷 LDREAD,TEMP,,,TIME,,,RTH !从热分析的结果文件读温度载荷 NSUBST,10,50,3LNSRCH,ONTIME,TIMENLGEOM,ON !打开大变形选项SOLVE*ENDDOTIME=TIME+3600BFDELE,ALL,TEMPLDREAD,TEMP,,,TIME,,,RTHTIME,TIMESOLVESA VE*ENDDOFINI!查看结果/POST1 !进入普通后处理器SET, , , , , 1.02 !从结果文件读 1.02s 的结果 PLNSOL, BFE,TEMP, 0,1.0 !温度云图PLNSOL, S,EQV, 0,1.0 !应力云图FINI!0.02s 至 10.02s 为焊接过程，10.02s 至 3610.02s 为冷却过程。

焊接模拟ansys实例(2020年整理).doc

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!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,1,20,500,1000,1500,2000mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11mpdata,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,bkin,1,5tbtemp,20,1tbdata,1,1200e6,0.193e11tbtemp,500,2tbdata,1, 933e6,0.150e11tbtemp,1000,3tbdata,1, 435e6,0.070e11tbtemp,1500,4tbdata,1, 70e6,0.010e11tbtemp,2000,5tbdata,1, 7e6,0.001e11!tb,bkin,2,5tbtemp,20,1tbdata,1,800e6,0.102e11tbtemp,500,2tbdata,1,400e6,0.050e11tbtemp,1000,3tbdata,1, 70e6,0.008e11tbdata,1, 1e6,0.0001e11tbtemp,2000,5tbdata,1,0.1e6,0.00001e11!tb,bkin,3,5tbtemp,20,1tbdata,1,900e6,0.117e11tbtemp,500,2tbdata,1,700e6,0.090e11tbtemp,1000,3tbdata,1,230e6,0.030e11tbtemp,1500,4tbdata,1, 40e6,0.005e11tbtemp,2000,5tbdata,1, 4e6,0.0005e11!!材料密度(假设为常值)mp,dens,1,8030mp,dens,2,4850mp,dens,3,8900! 热膨胀系数(假设为常值)mp,alpx,1,1.78e-5mp,alpx,2,9.36e-6mp,alpx,3,1.66e-5!泊松比(假设为常值)mp,nuxy,1,0.29mp,nuxy,2,0.30mp,nuxy,3,0.30!热传导系数(假设为常值)mp,kxx,1,16.3mp,kxx,2,7.44mp,kxx,3,393!比热(假设为常值)mp,c,1,502mp,c,2,544mp,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,1,1mp,murx,2,1mp,murx,3,1!假设焊料(铝)焊上去后的初始温度是1500℃mp,reft,2,1500mp,reft,3,20!******************************************************!下面建立几何模型csys,0k,1,0,0,0k,2,0.5,0,0k,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,5,0.35,0.3,0k,6,0.65,0.3,0k,7,1,0.3,0a,1,2,5,4a,2,6,5a,2,3,7,6!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!划分网格!!!!!!!!!!!!!!!!!esize,0.025type,2mat,2amesh,2!esize,0.05 !网格划分出现问题type,1mat,1amesh,1!mat,3amesh,3eplot!/soluantype,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,xnsel,s,loc,x,minxd,all,ux,0*get,miny,node,,mnloc,ynsel,r,loc,y,minyd,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，故只施加恒温边界条件nsel,all*get,minx,node,,mnloc,xnsel,s,loc,x,minxd,all,temp,20nsel,all*get,maxx,node,,mxloc,xnsel,s,loc,x,maxxd,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=2esel,all*get,emax,elem,,num,maxasel,s,area,,nnaesla*get,nse,elem,,count*dim,ne,,nse*dim,nex,,nse*dim,ney,,nse*dim,neorder,,nsemine=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,nseesel,u,elem,,mine*get,nse1,elem,,countii=0*do,i,1,emax*if,esel(i),eq,1,thenii=ii+1ne(ii)=i*endif*enddo*do,i,1,nse1*get,ney(i),elem,ne(i),cent,y*get,nex(i),elem,ne(i),cent,x*enddominy=1e20minx=1e20*do,i,1,nse1*if,ney(i),lt,miny,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*else*if,ney(i),eq,miny,then*if,nex(i),lt,minx,thenminy=ney(i)minx=nex(i)mine=ne(i)*endif*endif*endif*enddoneorder(i1)=mine*enddo!************************************************************** max_tem=1500 !按照前面假设，焊料的初始温度为1500℃dt1=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,alleplot/auto,1/replot*do,i,1,nseekill,neorder(i)esel,s,liveeplot*enddoallsel,alloutres,all,allic,all,temp,20kbc,1timint,0,structtimint,1,thermtimint,0,magtintp,0.005,,,1,0.5,0.2!nsub1=2nsub2=40!**************************************************do,i,1,nseealive,neorder(i)esel,s,liveeplotesel,all!******下面的求解用于建立温度的初始条件******t=t+dt1time,tnsubst,1*do,j,1,4d,nelem(neorder(i),j),temp,max_tem*enddosolve!****下面的求解用于保证初始的升温速度为零****t=t+dt1time,tsolve!*********下面的步骤用于求解温度分布***********do,j,1,4ddele,nelem(neorder(i),j),temp*enddot=t+dt-2*dt1time,tnsubst,nsub1solve*enddot=t+50000 !*********下面的步骤用于冷却过程求解***** time,tnsubst,nsub2solvesavefinish!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!后处理过程!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!/post1!**************下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,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,stress1,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,s,eqv*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,s,eqv*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,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,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,temp1,0.1esel,all*do,i,1,nseesel,u,elem,,neorder(i)*enddo*do,i,1,nseesel,a,elem,,neorder(i)set,(i-1)*3+1,1plnsol,temp*do,j,1,nsub1set,(i-1)*3+3,jplnsol,temp*enddo*enddo*do,i,1,nsub2set,(nse-1)*3+4,iplnsol,temp*enddo/seg,off,temp1,0.1/anfile,save,temp1,avifinish。

基于ANSYS的某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中的分析(生死单元应用案例)

基于ANSYS的某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中的分析（生死单元应用案例）焊接几何模型如下图所示，左右两侧90度扇区为焊接材料，其余为钢板材料。

其他更多已知条件请参考命令流，这里不再赘述。

网格单元本实例中顺序焊接分为如下步骤：第一步0-1秒：右侧焊接稳态分析（杀死左焊缝，施加右焊缝温度和焊接件参考温度）第二步1-100秒：相变分析（删除温度载荷，施加对流热传导）第三步100-1000秒：右侧焊缝凝固分析第四步1000-1001秒：激活左侧焊缝单元进行稳态分析（施加左焊缝温度）第五步1001-1100秒：左焊缝相变分析第六步1100-2000秒：左侧焊缝凝固分析第七步：结果后处理ANSYS命令流：FINISH/FILNAME,Exercise ! 定义隐式热分析文件名/PREP7 ! 进入前处理器ET,1,SOLID70 ! 选择8节点实体热分析单元MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定义右焊缝材料热物理性能MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,0.5e-3 ! 定义两块钢板的热物理性能MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定义左焊缝材料热物理性能BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2WPAVE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPAVE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X, , , ,0,0 ! 建立焊接件的几何模型VGLUE,ALL ! 粘接各体VSEL,S,,,10VATT,1,1,1 ! 附于右焊缝的材料属性VSEL,S,,,1VSEL,A,,,12,17,1VATT,2,1,1 ! 附于两块钢板的材料属性VSEL,S,,,11VATT,3,1,1 ! 附于左焊缝的材料属性ALLSEL,ALLESIZE,0.05 ! 定义单元划分尺寸VSWEEP,ALL ! 划分单元ESEL,S,MAT,,3TOFFST,460 ! 定义温度偏移量!第一步：稳态分析EKILL,ALL ! 杀死左焊缝单元ALLSEL,ALL/SOLUANTYPE,TRANS ! 定义瞬态分析类型TIMINT,OFF ! 关闭时间积分ESEL,S,MAT,,1NSLE ! 选择右焊缝节点D,ALL,TEMP,3000 ! 施加右焊缝初始温度载荷NSEL,INVE ! 选择其它节点D,ALL,TEMP,70 ! 施加初始温度载荷TIME,1 ! 定义求解时间KBC,0 ! 设置为斜坡载荷SOLVE ! 求解!第二步：右侧焊缝相变分析（1到100秒)DDELE,ALL,TEMP ! 删除温度载荷TIMINT,ON ! 打开时间积分TINTP,,,,1 ! 定义瞬态积分参数TIME,100 ! 定义求解时间DELTIME,1,.5,10 ! 定义时间子步AUTOTS,ON ! 打开自动时间开关KBC,1 ! 设置为阶越载荷OUTRES,ERASEOUTRES,ALL,ALL ! 设置结果输出ASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ! 施加对流换热载荷ALLSEL,ALLSOLVE ! 求解!第三步：右侧焊缝凝固分析（100到1000秒)TIME,1000 ! 定义求解时间DELTIME,50,10,100 ! 定义时间子步AUTOTS,ON ! 打开自动时间开关SOLVE ! 求解!第四步：激活左侧焊缝单元进行分析（1000到1001秒) EALIVE,ALL ! 激活左侧焊缝单元ALLSEL,allESEL,S,MAT,,3NSLE ! 选择左焊缝节点D,ALL,TEMP,3000 ! 施加左焊缝初始温度载荷TIME,1001 ! 定义求解时间DELTIME,1,1,1 ! 定义时间子步ALLSEL,ALLSOLVE ! 求解!第五步：左侧焊缝相变分析（1001到1100秒) DDELE,ALL,TEMP ! 删除温度载荷TIME,1100 ! 定义求解时间DELTIME,1,.5,10 ! 定义时间子步SOLVE ! 求解!第六步：左侧焊缝凝固分析（1100到2000秒) TIME,2000 ! 定义求解时间DELTIME,100,10,200 ! 定义时间子步SOLVE ! 求解!第七步：后处理/POST1 ! 进入通用后处理器SET,,,,,1, , ! 读取1秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,100, , ! 读取100秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示100秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1000, , ! 读取1000秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1000秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1001, , ! 读取1001秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1001秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1100, , ! 读取1100秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1100秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,2000, , ! 读取2000秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示2000秒钟后焊接件的温度分布/POST26 ! 进入时间历程后处理器NSOL,2,4727,TEMP,, TEMP_2STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,, TEMP_9STORE,MERGE ! 定义焊接件某些位置8个节点的时间温度变量/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE ! 更改坐标轴标识/XRANGE,0,2000 ! 设定横坐标轴范围PLVAR,2,3,4,5,6,7,8,9, ! 绘制8节点温度随时间的变化曲线温度结果显示1秒时：100秒时：1000秒时：1001秒时：1100秒时：2000秒时：关键点温度变化曲线关键点位置分布：关键点与曲线对应情况：NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2NSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3NSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4NSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5NSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6NSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7NSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8NSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9关键点温度变化曲线：从该图中可以明显看到：离焊接热影响区域距离较远的关键点温升较小，距离较近的关键点温升较大。

基于ANSYS的焊接过程模拟分析(含命令流)

基于ANSYS的某焊件两焊缝在顺序焊接过程中分析(含命令流)目录一、前言 (3)二、基本方法 (3)三、条件 (3)四、物理性能表 (3)五、基本数据 (3)六、分析结果 (3)七、附录： (4)一、前言本文是对一焊件两个焊缝的凝固过程的温度场进行分析，焊缝及两钢板的材料为钢。

二、基本方法使用有限元分析方法并且使用ANSYS分析软件。

采用三维八节点热分析SOLID70单元，利用生死单元技术，对两个焊缝连续凝固的过程进行分析，本分析分6步进行，首先杀死一个焊缝的所有单元，进行稳态分析，得到温度的初始条件；进行瞬态分析，分析右焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析右焊缝的凝固过程；激活焊缝的所有单元，进行短时间的瞬态分析，得到温度初始条件；进行瞬态分析，分析左焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析左焊缝的凝固过程。

分析时，采用英制单位。

三、条件初始条件：焊接件的温度为70℉，焊缝的温度为3000℉。

对流边界条件：对流系数0.00005 Btu/(s·in2·℉)，空气温度70℉。

四、物理性能表五、基本数据底板尺寸：2in×1.2in×0.34in上板尺寸：1in×1.2in×0.34in焊角尺寸：R=0.17in六、分析结果根据以上的有限元模型，完成对焊件的稳态分析，焊缝相变分析，焊缝凝固分析后，得到温度分布图，见附录。

七、附录：分析模型：网格化分：温度分布图（2s）：温度分布图（1000s）：温度分布图（1100s）：焊接过程中温度随时间变化曲线图：命令流：FINISH/FILNAME,QMH/PREP7ET,1,SOLID70MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,.5e-3MP,C,3,.2MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2 BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2WPA VE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPA VE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X,,,,0,0VGLUE,ALLVPLOT,ALLV ATT,1,1,1VSEL,S,,,1VSEL,A,,,12,17,1V ATT,2,1,1VSEL,S,,,11V ATT,3,1,1ALLSEL,ALLESIZE,0.05VSWEEP,ALLESEL,S,MA T,,3 TOFFST,460EKILL,ALL ALLSEL,ALL/SOLUANTYPE,TRANS TIMINT,OFFESEL,S,MA T,,1NSLED,ALL,TEMP,3000 NSEL,INVED,ALL,TEMP,70 TIME,1KBC,0ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMP TIMINT,ON TINTP,,,,1TIME,100DELTIME,1,0.5,10 AUTOTS,ONKBC,1OUTRES,ERASE OUTRES,ALL,ALL ASEL,S,EXTASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0 SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ALLSEL,ALLSOLVETIME,1000 DELTIME,50,10,100 AUTOTS,ONSOLVEEALIVE,ALL ALLSEL,ALLESEL,S,MA T,,3NSLED,ALL,TEMP,3000 TIME,1001 DELTIME,1,1,1 ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMPTIME,1100DELTIME,1,0.5,10SOLVETIME,2000DELTIME,100,10,200 SOLVE/POST1 SET,,,,,,,1PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,25PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,35PLNSOL,TEMP,,0SET,NEXTPLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,58PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,64PLNSOL,TEMP,,0/POST26NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2 STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3 STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4 STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5 STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6 STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7 STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8 STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9 STORE,MERGE/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE /XRANGE,0,2000PLV AR,2,3,4,5,6,7,8,9/EXIT,NOSA V。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展，焊接技术已经成为一种不可或缺的加工工艺。

焊接过程中的温度场和应力分布直接影响焊接结构的质量和性能。

因此，对焊接温度场和应力的数值模拟研究变得尤为重要。

本文基于ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究，以期为焊接工艺的优化提供理论依据。

二、焊接温度场的数值模拟1. 模型建立首先，根据实际焊接工件尺寸和材料属性，建立三维有限元模型。

模型中需要考虑材料的热传导性能、热对流及热辐射等因素。

此外，还需要定义焊接过程中的热源模型，以模拟实际焊接过程中的热输入。

2. 材料属性及边界条件在模型中，需要定义材料的热传导系数、比热容、密度等热物理性能参数。

同时，还需考虑焊接过程中的环境温度、工件初始温度等边界条件。

3. 温度场数值模拟在ANSYS中，采用有限元法对模型进行热分析，求解焊接过程中的温度场分布。

通过设定不同的焊接工艺参数，如焊接速度、电流等，可得到不同时刻的温度场分布。

三、焊接应力的数值模拟1. 模型扩展在温度场数值模拟的基础上，进一步建立应力分析模型。

该模型需要考虑材料的热膨胀、相变等因素对应力的影响。

2. 应力计算在ANSYS中，采用弹性力学和塑性力学理论，对模型进行应力分析。

通过求解应力平衡方程，得到焊接过程中的应力分布。

3. 影响因素分析通过改变焊接工艺参数、材料性能等因素，分析其对焊接应力的影响。

同时，还需考虑残余应力的产生及分布规律。

四、结果与讨论1. 温度场结果分析根据数值模拟结果，可以得到焊接过程中的温度场分布。

通过分析不同时刻的温度场变化，可以了解焊接过程中的热循环规律。

此外，还可以通过对比不同工艺参数下的温度场分布，找出最佳焊接工艺参数。

2. 应力结果分析在应力分析方面，通过数值模拟可以得到焊接过程中的应力分布及变化规律。

分析结果表明，焊接过程中会产生较大的残余应力，这对焊接结构的安全性及使用寿命具有重要影响。

基于ANSYS的焊接过程模拟分析(含命令流)

基于ANSYS的某焊件两焊缝在顺序焊接过程中分析(含命令流)目录一、前言 (3)二、基本方法 (3)三、条件 (3)四、物理性能表 (3)五、基本数据 (3)六、分析结果 (3)七、附录： (4)一、前言本文是对一焊件两个焊缝的凝固过程的温度场进行分析，焊缝及两钢板的材料为钢。

二、基本方法使用有限元分析方法并且使用ANSYS分析软件。

采用三维八节点热分析SOLID70单元，利用生死单元技术，对两个焊缝连续凝固的过程进行分析，本分析分6步进行，首先杀死一个焊缝的所有单元，进行稳态分析，得到温度的初始条件；进行瞬态分析，分析右焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析右焊缝的凝固过程；激活焊缝的所有单元，进行短时间的瞬态分析，得到温度初始条件；进行瞬态分析，分析左焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析左焊缝的凝固过程。

分析时，采用英制单位。

三、条件初始条件：焊接件的温度为70℉，焊缝的温度为3000℉。

对流边界条件：对流系数0.00005 Btu/(s·in2·℉)，空气温度70℉。

四、物理性能表五、基本数据底板尺寸：2in×1.2in×0.34in上板尺寸：1in×1.2in×0.34in焊角尺寸：R=0.17in六、分析结果根据以上的有限元模型，完成对焊件的稳态分析，焊缝相变分析，焊缝凝固分析后，得到温度分布图，见附录。

七、附录：分析模型：网格化分：温度分布图（2s）：温度分布图（1000s）：温度分布图（1100s）：焊接过程中温度随时间变化曲线图：命令流：FINISH/FILNAME,QMH/PREP7ET,1,SOLID70MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,.5e-3MP,C,3,.2MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2 BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2WPA VE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPA VE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X,,,,0,0VGLUE,ALLVPLOT,ALLV ATT,1,1,1VSEL,S,,,1VSEL,A,,,12,17,1V ATT,2,1,1VSEL,S,,,11V ATT,3,1,1ALLSEL,ALLESIZE,0.05VSWEEP,ALLESEL,S,MA T,,3 TOFFST,460EKILL,ALL ALLSEL,ALL/SOLUANTYPE,TRANS TIMINT,OFFESEL,S,MA T,,1NSLED,ALL,TEMP,3000 NSEL,INVED,ALL,TEMP,70 TIME,1KBC,0ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMP TIMINT,ON TINTP,,,,1TIME,100DELTIME,1,0.5,10 AUTOTS,ONKBC,1OUTRES,ERASE OUTRES,ALL,ALL ASEL,S,EXTASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0 SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ALLSEL,ALLSOLVETIME,1000 DELTIME,50,10,100 AUTOTS,ONSOLVEEALIVE,ALL ALLSEL,ALLESEL,S,MA T,,3NSLED,ALL,TEMP,3000 TIME,1001 DELTIME,1,1,1 ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMPTIME,1100DELTIME,1,0.5,10SOLVETIME,2000DELTIME,100,10,200 SOLVE/POST1 SET,,,,,,,1PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,25PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,35PLNSOL,TEMP,,0SET,NEXTPLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,58PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,64PLNSOL,TEMP,,0/POST26NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2 STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3 STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4 STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5 STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6 STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7 STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8 STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9 STORE,MERGE/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE /XRANGE,0,2000PLV AR,2,3,4,5,6,7,8,9/EXIT,NOSA V。

ANSYS点焊构件有限元模拟命令流

以下是本人做的一个点焊有限元分析的例子的命令流，注意本人用的是ANSYS，这里面有很多的命令流是废话，本人懒，就不做剪切了，其中重要的地方我都做了解释。

将命令流复制粘贴到ANSYS的命令窗口按键盘上的回车键即可运行。

这个案例用的是刚性短梁模拟焊点，希望对某些同志有一些参考意义。

还要啰嗦一句，分析结果没有用实验验证过，正确与否，本人未知。

Finish 这三句是必须粘贴进去的/clear/prep7ET,1,SHELL181 这两行是单元类型!*ET,2,BEAM188!*R,1,0.0017, , , , , , 钢板厚度RMORE, , , , , , ,!*!*MPTEMP,,,,,,,, 这段是材料参数MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,2.07E11MPDATA,PRXY,1,,0.3TB,BISO,1,1,2,TBTEMP,0TBDA TA,,300E6,490E6,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,2,,2.0E11MPDATA,PRXY,2,,0.3TB,BISO,2,1,2,TBTEMP,0TBDA TA,,400E6,1000E6,,,,SECTYPE, 1, BEAM, CSOLID, , 0SECOFFSET, CENTSECDATA,0.001,0,0,0,0,0,0,0,0,0 用于模拟焊点的短梁的半径，焊点的大小可在这里定义，这里是1mmRECTNG,0,0.1,0,0.16, 这段是模型的几何建模，本人是先画钢板，后画/DIST,1,1.08222638492,1 线的，这短线代表了焊点/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTFLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,1AGEN,2,P51X, , ,0,0,0.0015, ,0 /DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/VIEW,1,-1/ANG,1/REP,FAST/VIEW,1,,,1/ANG,1/REP,FASTFLST,3,1,5,ORDE,1 FITEM,3,2AGEN, ,P51X, , ,0.06,0,0, , ,1/REP,FAST/VIEW,1,,1/ANG,1/REP,FAST/VIEW,1,,,1/ANG,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTK,9,0.08,0.08,0, 画关键点K,10,0.08,0.08,0.0015,LSTR, 9, 10 连线AESIZE,ALL,0.005, 这段是划分网格MSHKEY,0FLST,5,2,5,ORDE,2FITEM,5,1FITEM,5,-2CM,_Y,AREAASEL, , , ,P51XCM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_Y!*AMESH,_Y1!*CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!*CM,_Y,LINELSEL, , , , 9CM,_Y1,LINECMSEL,S,_Y!*!*CMSEL,S,_Y1LATT,2,1,2, , , ,1CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1!*FLST,5,1,4,ORDE,1FITEM,5,9CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_Y!*LESIZE,_Y1, , ,3, , , , ,1!*MSHKEY,0LMESH, 9/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTNUMCMP,NODE 这行是压缩节点/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST!*!*/COM, CONTACT PAIR CREATION - START 这段是创建接触对，用modeling>create>contact pair就可以创建了，注意要把里面的算法换成MPC算法，就可以创建一个MPC接触对了CM,_NODECM,NODECM,_ELEMCM,ELEMCM,_KPCM,KPCM,_LINECM,LINECM,_AREACM,AREACM,_VOLUCM,VOLU/GSA V,cwz,gsav,,tempMP,MU,1,MA T,1MP,EMIS,1,7.88860905221e-031R,3REAL,3ET,3,170R,3,,,1.0,0.1,0,RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0RMORE,10.0KEYOPT,4,4,0KEYOPT,4,5,0KEYOPT,4,7,0KEYOPT,4,8,0KEYOPT,4,9,0KEYOPT,4,10,2KEYOPT,4,11,0KEYOPT,4,12,5KEYOPT,4,2,2KEYOPT,3,5,0! Generate the target surfaceASEL,S,,,1ASEL,A,,,2CM,_TARGET,AREATYPE,3NSLA,S,1ESLN,S,0ESLL,UESEL,U,ENAME,,188,189NSLE,A,CT2 ! CZMESH patch (fsk qt-40109 8/2008) ESURFCMSEL,S,_ELEMCM! Generate the contact surfaceLSEL,S,,,9CM,_CONTACT,LINETYPE,4NSLL,S,1ESLN,S,0ESURF*SET,_REALID,3ALLSELESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3ESEL,A,TYPE,,4ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1! Reverse target normals ESEL,NONEESEL,A,TYPE,,3 ESEL,R,REAL,,3 ESURF,,REVERSE ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1EPLOT!! Reverse contact normals ESEL,NONEESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3 ESURF,,REVERSE ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1EPLOT!ESEL,ALLESEL,S,TYPE,,3 ESEL,A,TYPE,,4 ESEL,R,REAL,,3 CMSEL,A,_NODECM CMDEL,_NODECM CMSEL,A,_ELEMCM CMDEL,_ELEMCM CMSEL,S,_KPCM CMDEL,_KPCM CMSEL,S,_LINECM CMDEL,_LINECM CMSEL,S,_AREACM CMDEL,_AREACM CMSEL,S,_VOLUCMCMDEL,_VOLUCM/GRES,cwz,gsavCMDEL,_TARGETCMDEL,_CONTACT/COM, CONTACT PAIR CREATION - END /MREP,EPLOT/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FASTFINISH/SOL!*ANTYPE,0LSEL,S, , , 4NSLL,S,1FLST,2,33,1,ORDE,4FITEM,2,1FITEM,2,54FITEM,2,74FITEM,2,-104!*/GO 这段是加载及约束边界D,P51X, ,0, , , ,ALL, , , , , 这行是对左边界全约束LSEL,S, , , 6NSLL,S,1FLST,2,33,1,ORDE,3FITEM,2,695FITEM,2,715FITEM,2,-746!*/GOD,P51X, ,0, , , ,UZ, , , , , 这行是对最右边缘节点的Z方向约束FLST,2,33,1,ORDE,3FITEM,2,695FITEM,2,715FITEM,2,-746!*/GOD,P51X, ,0.001, , , ,UX, , , , , 这行是对最右边缘的节点的X方向加载一个1mm的位移ALLSEL,ALLSA VE,'5m1','db','D:\MYDOCU~1\ANSYS\' 这行是文件的保存名字/STA TUS,SOLUSOLVE 这行是求解。

基于某ANSYS的焊接过程模拟分析报告(含命令流)

基于ANSYS的某焊件两焊缝在顺序焊接过程中分析(含命令流)目录一、前言 (3)二、基本方法 (3)三、条件 (3)四、物理性能表 (3)五、基本数据 (4)六、分析结果 (4)七、附录： (4)一、前言本文是对一焊件两个焊缝的凝固过程的温度场进行分析，焊缝及两钢板的材料为钢。

二、基本方法使用有限元分析方法并且使用ANSYS分析软件。

采用三维八节点热分析SOLID70单元，利用生死单元技术，对两个焊缝连续凝固的过程进行分析，本分析分6步进行，首先杀死一个焊缝的所有单元，进行稳态分析，得到温度的初始条件；进行瞬态分析，分析右焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析右焊缝的凝固过程；激活焊缝的所有单元，进行短时间的瞬态分析，得到温度初始条件；进行瞬态分析，分析左焊缝的液固相变的转换过程；进行瞬态分析，分析左焊缝的凝固过程。

分析时，采用英制单位。

三、条件初始条件：焊接件的温度为70℉，焊缝的温度为3000℉。

对流边界条件：对流系数0.00005 Btu/(s·in2·℉)，空气温度70℉。

四、物理性能表五、基本数据底板尺寸：2in×1.2in×0.34in上板尺寸：1in×1.2in×0.34in焊角尺寸：R=0.17in六、分析结果根据以上的有限元模型，完成对焊件的稳态分析，焊缝相变分析，焊缝凝固分析后，得到温度分布图，见附录。

七、附录：分析模型：网格化分：温度分布图（1s）：温度分布图（2s）：温度分布图（100s）：温度分布图（1000s）：温度分布图（1001s）：温度分布图（1100s）：温度分布图（2000s）：焊接过程中温度随时间变化曲线图：命令流：FINISH/FILNAME,QMH/PREP7ET,1,SOLID70MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,.5e-3MP,C,3,.2MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000 MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2 BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2 WPAVE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPAVE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X,,,,0,0VGLUE,ALLVPLOT,ALL VATT,1,1,1 VSEL,S,,,1 VSEL,A,,,12,17,1 VATT,2,1,1 VSEL,S,,,11 VATT,3,1,1 ALLSEL,ALL ESIZE,0.05 VSWEEP,ALL ESEL,S,MAT,,3 TOFFST,460 EKILL,ALL ALLSEL,ALL/SOLU ANTYPE,TRANS TIMINT,OFF ESEL,S,MAT,,1 NSLED,ALL,TEMP,3000 NSEL,INVED,ALL,TEMP,70KBC,0ALLSEL,ALLSOLVEDDELE,ALL,TEMP TIMINT,ON TINTP,,,,1TIME,100 DELTIME,1,0.5,10 AUTOTS,ONKBC,1OUTRES,ERASE OUTRES,ALL,ALL ASEL,S,EXTASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0 SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ALLSEL,ALLSOLVETIME,1000 DELTIME,50,10,100 AUTOTS,ONEALIVE,ALL ALLSEL,ALL ESEL,S,MAT,,3 NSLED,ALL,TEMP,3000 TIME,1001 DELTIME,1,1,1 ALLSEL,ALL SOLVEDDELE,ALL,TEMP TIME,1100 DELTIME,1,0.5,10 SOLVETIME,2000 DELTIME,100,10,200 SOLVE/POST1 SET,,,,,,,1 PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,25 PLNSOL,TEMP,,0PLNSOL,TEMP,,0SET,NEXTPLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,58PLNSOL,TEMP,,0 SET,,,,,,,64PLNSOL,TEMP,,0/POST26NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2 STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3 STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4 STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5 STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6 STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7 STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9 STORE,MERGE/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE /XRANGE,0,2000 PLVAR,2,3,4,5,6,7,8,9/EXIT,NOSAV。

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和机械工程领域的不断发展，焊接技术已成为生产制造过程中重要的工艺手段。

在焊接过程中，温度场和应力的变化对焊接质量、产品性能及使用寿命具有重要影响。

因此，对焊接过程中的温度场和应力进行准确预测和控制，对于提高产品质量和优化生产过程具有重要意义。

本文基于ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究，旨在为实际生产过程中的焊接工艺优化提供理论依据。

二、焊接温度场的数值模拟1. 模型建立首先，根据实际焊接过程，建立三维有限元模型。

模型中应考虑焊缝、母材等关键部分的几何形状和材料属性。

同时，为提高计算效率，可对模型进行合理简化。

2. 材料属性及热源模型在模拟过程中，需要输入材料的热导率、比热容、热扩散率等热物理参数。

此外，选择合适的热源模型也是关键。

本文采用高斯热源模型，该模型能较好地描述焊接过程中的热输入分布。

3. 数值求解利用ANSYS软件的热分析模块，对焊接过程中的温度场进行数值求解。

通过设定合理的初始条件和边界条件，求解出焊接过程中的温度分布。

三、焊接应力的数值模拟1. 模型转换在得到温度场分布后，将热分析结果作为应力分析的初始条件。

将热分析模型转换为应力分析模型，并设定相应的材料属性。

2. 应力分析利用ANSYS的应力分析模块，对焊接过程中的应力进行数值模拟。

考虑焊缝收缩、母材约束等因素对应力的影响。

通过求解，得到焊接过程中的应力分布。

四、结果与讨论1. 温度场分析通过数值模拟，可以得到焊接过程中的温度场分布。

分析温度场的变化规律，可以了解焊接过程中的热输入、热传导及热扩散等情况。

同时，还可以预测焊接过程中的潜在问题，如热裂纹、热变形等。

2. 应力分析根据应力分布结果，可以了解焊接过程中产生的残余应力。

残余应力对产品的性能和使用寿命具有重要影响。

通过分析残余应力的分布和大小，可以为优化焊接工艺提供依据。

此外，还可以考虑采用相应的工艺措施，如焊后热处理、优化焊接顺序等，以降低残余应力。

5.梁柱焊接ANSYS命令流(柱3连续焊过程)

finish
! 施加边界条件和单位荷载，静力求解 ! 特征值屈曲求解
/solu antype,1 bucopt,lanb,1 mxpand,1,,,1 solve finish
/post1 set,first set,list *get,fcr,mode,1,freq fcr *status,parm pldisp,2 finish
finish /clear /filname,zhu3 /prep7 p=5e8 h=0.2 b=0.2 t1=0.016 l=1 block,-b/2+t1,b/2-t1,h/2-t1,h/2,,l block,b/2-t1,b/2,-h/2,h/2,,l vsymm,x,2 vsymm,y,1 vglue,all numcmp,all block,b/2-0.045,b/2+0.005,h/2,h/2+0.005,,l block,b/2,b/2+0.005,h/2-0.045,h/2,,l vglue,5,6 numcmp,all vsymm,x,5,6 vsymm,y,5,8 numcmp,all numstr,volu,21 block,-0.08,0.08,h/2+0.005,h/2+0.011,0.035,0.065 block,b/2+0.005,b/2+0.011,-0.08,0.08,0.035,0.065 vsymm,x,22 vsymm,y,21 vgen,6,21,24,1,,,0.18 vsel,u,volu,,1,4 vglue,all allsel numstr,volu,101 k,501,0.05,0.1 a,25,26,501 voffst,25,-1 k,502,0.1,0.05 a,34,35,502 voffst,42,-1 vsymm,x,101,102 vsymm,y,101,104