焊接热过程仿真实验报告Word下载.docx
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Q=3600;
lan=0.4;
c=0.65;
p=7.8;
cp=c*p;
a=lan/cp
fort=1:
1:
10
temp=2*Q/cp/（4*pi*a*t）^1.5*exp（-r.^2/4/a/t）;
plot（r,temp）
holdon
end
ylabel（'
温度（C）'
）
xlabel（'
距离r（cm）'
gridon
（4）运行程序
（5）记录指定时间的温度，绘制温度分布曲线。
实验结果图如下：
2、使用Aansys软件对瞬时点热源焊接温度场进行仿真计算。
ANSYS软件采用有限元方法进行稳态、瞬态热分析，计算各种热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数。
这些热载荷包括：
对流，辐射，热流率，热流密度（单位面积热流），热生成率（单位体积热流），固定温度的边界条件。
采用ANSYS软件进行热过程分析可以用菜单交互操作和编程两种方式。
由于本次实验仅有两学时，学生又无该软件的使用经验，所以主要以程序调试为主，将重点放在参数影响因素的探讨。
（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
（4）设置文件夹到程序所在文件夹
（4）运行程序
源程序及各步骤所得结果图如下：
!
步骤1：
项目设置
FINISH
/CLEAR
/FILNAME,Pointheating
Givetheanalysisatitle
/TITLE,PointHeat
步骤2：
设置单元、材料特性参数
/PREP7
/UNITS,SI
ET,1,SOLID70!
单元类型选择
MP,DENS,1,7800!
密度
MP,KXX,1,40!
导热系数
MP,C,1,650!
比热容
MPTEMP,1,0,227,727,1727,2727
MPDATA,KXX,1,1,83.5,61.5,32.5,42.5,46
MPDATA,C,1,1,430,540,980,847,400
MPTEMP,1,0,1533,1595,1670
MPDATA,ENTH,1,1,0,7.5E9,9.6E9,1.05E10
步骤3：
建模
a=0.05!
模型边长
an=5!
边长上的单元数
b=0.01!
网格密集区边长
bn=10!
网格密集区边长上的单元数
block,0,b,0,b,0,b!
block,0,a,0,a,0,a
vovlap,all
/pnum,volu,1
Vplot
步骤4：
网格划分
vsel,s,loc,z,0,b
vatt,1,,1,0
mshkey,1
LESIZE,11,,,bn,,,,,1
LESIZE,6,,,bn,,,,,1
LESIZE,7,,,bn,,,,,1
vmesh,all
vsel,inve
esize,a/an
smrtsize,6
mshape,1,3d
mshkey,0
vsel,all
/VIEW,1,0.5,-1,0.5
/TRIAD,OFF!
Turntriadsymboloff
/REPLOT
步骤5：
求解
/SOLU
ANTYPE,TRANSIENT,NEW
TRNOPT,FULL
LUMPM,ON
TOFFST,273
TUNIF,20!
工件初始温度。
有预热时改为预热温度
TREF,20!
参考温度
acof=10!
传热系数
SFA,8,,conv,acof,20
SFA,10,,conv,acof,20
SFA,12,,conv,acof,20
F,2,HEAT,3600/4/0.2!
输入热量
TIME,0.2!
Settimeatendofloadstep
AUTOTS,-1!
Programchosenautomatictimestepping
DELTIM,0.01,0.001,0.25,1!
Specifytimestepsizes
KBC,1!
Specifysteppedloading
OUTRES,ALL,ALL!
Writetofileateverystep
SAVE
/STAT,SOLU!
Displaysolutionoptions
/REPLOT!
Displayallnodes
SOLVE
F,2,HEAT,0
TIME,5!
Settimeatendofloadstep终止时间
/post1
plnsol,temp!
显示温度分布
/EOF
（5）使用GeneralPostproc/ReadResults读取指定时间的数据，（选取t=2.996s时刻温度场，实验结果图如下）
（6）使用GeneralPostproc/PlotResults绘制温度场云图
（7）使用TimeHistPostproc/VariableViewer绘制指定点的热循环曲线，获取热循环曲线数据。
选取点Node=33、34、35、36、37、38。
其坐标如
各点热循环曲线图如下：
（8）获取分析讨论所需的数据和依据
改变网格密度对计算精度的影响（提示：
改变程序中an、bn值）
模型尺寸对精度的影响（提示：
改变程序中a值）
焊接件尺寸多大可以作为无穷大处理
有限元数值解与解析解的比较（提示：
选择若干个时间的数据比较）
预热对焊接温度场、热循环曲线的影响（提示：
改变程序中工件初始温度）
焊接件与大气环境对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
（提示：
增加对流传热条件）
当材料性能不为常数对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
（提示：
材料特性数据随温度变化
3、实验结果与讨论
温度场分布、变化规律
热循环曲线及特点
为何将模型分为网格尺寸不同的两个区
改变网格密度对计算精度的影响
模型尺寸对精度的影响，
有限元数值解与解析解的比较
预热对焊接温度场、热循环曲线的影响
焊接件与大气环境对流传热对焊接温度场、热循环曲线的影响
4、实验体会
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