ansys高斯热源施加.docx
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ansys高斯热源施加
构件尺寸
焊接参数
!
平板对接开v型坡口多道焊成型（温度场）
!
采用guass表面热源
finish
/clear,nostart/filname,1.11thermal_analysis/title,3D_weld_thermal_analysis/units,si!
定义国际制单位
/prep7
I**************************************************
!
定义焊接尺寸及焊接参数
!
**************************************************
I******************************************
len=100e-3!
xx0.1m
wid=50e-3!
宽0.05m
thic=6e-3!
厚0.006m
!
b=0.002!
根部预留（m）
!
h=0!
钝边（m）wweld=15e-3!
焊接热影响区宽度
lnum=10!
沿焊缝xx方向划分份数
!
******************************************
1=200!
焊接电流（A）
U=30!
焊接电压（V）
!
焊接速度（m/s）
arf=60!
坡口角度（°
pi=3.!
pi为圆周率
eta=0.7!
焊接热效率，手工电弧焊0.7埋弧焊0.8
K=1.2e4热流集中程度系数（/mA2）?
them0=25!
环境温度及母材初始温度，取室温25C
定义高斯表面移动热
I**********************************************
源参数
!
GAUSS热源模型qr二qmax*exp（-k*r*r）!
（单位W/m2）
!
假设热源中心坐标为（a,b,c）,a=0,b=f个焊缝的最高点的坐标y,c=v*dt!
每个焊缝上表面任一点的坐标为（x,y,z）,x>0,y>0,z>0
!
rA2=xA2+（y-b）A2+（z-c）A2，每个焊缝上表面任一点距热源中心距离
qmax=0.24*k*eta*I*u/pi!
加热斑点中心热流（W/m2）
percent=0.99radius=abs（sqrt（1/k*log（1/（1-percent））））!
有效热半径，单位为m
!
*****************************************************************
*****
!
定义单元类型及材料属性
*****
et,1,solid70!
计算单元类型
!
nothing!
定义实常数
mptemp,1,0,100,200,300,400,500定义材料属性温度范围
mptemp,,1200,1250,1350,1400,1450,1500
mptemp,,1505,1705,1905,2105,2305,2500
mpdata,dens,1,1,7820,7800,7800,7800,7800,7800定义材料密度（kg/m3）mpdata,dens,1,,7800,7800,7800,7800,7800,7800mpdata,dens,1,,7800,7800,7800,7800,7800,7800
mpdata,kxx,1,1,52,50.7,48.6,46.1,42.3,38.9热传导系数（W/（m*K））
mpdata,kxx,1,,30,30,30,30,30,30
mpdata,kxx,1,,30,30,30,30,30,30
mpdata,c,1,1,450,469,481,508.5,536,569考虑相变潜热的比热容（J/kg*K）
mpdata,c,1,,700,2172,5116,6589,8061,9533
mpdata,c,1,,9533,7757,5982,4206,2431,700
!
****************************************************************
!
建立有限元计算模型
!
****************************************************************
*afun,deg!
如果涉及到角度，将使用“度”系（统默认是弧度）
K,1,0,0,0
K,2,wweld,0,0
K,3,wid,0,0
K,4,wid,thic,0
K,5,thic*tan（arf/2）+wweld,thic,0
K,6,thic*tan（arf/2）,thic,0
K,7,0,0,len
A,1,3,4,6
A,1,2,5,6cyl4,0,0,thic/cos（arf/2）,arf,0,90cyl4,0,0,thic/cos（arf/2）*sqrt
（2）/2,arf,0,90
L,1,7!
形成拖拉路径L14
Vdrag,all,,,,,,14沿线拖拉面
Vptn,all!
分割体
Vglue,all!
粘贴体？
Nummrg,all
!
*************************************************************
!
划分网格
I*************************************************************
aadd,24,32面相加，以便生成映射网格
lccat,40,49
沿焊缝z方向划分，均为2mm
lccat,42,52
!
*************************************
lsel,s,line,,17,21,2
lsel,a,line,,24,26,2
lsel,a,line,,35,36
lsel,a,line,,14,30,16
lesize,all,2e-3
!
***************************************
lsel,s,line,,6,25,19
lsel,a,line,,2,18,16
lesize,all,,,6
lsel,s,line,,41,43,2
lsel,a,line,,50,53,3
lesize,all,1.5e-3
I***********************************************
沿厚度y方向划分1-1.5mm
沿x方向划分1mm
Isel,s,line,,45,47,2!
母材lsel,a,line,,44,46,2lesize,all,,,18,0.8lsel,s,line,,7,27,20!
母材lesize,all,,,12,0.7lsel,a,line,,5,23,18lsel,s,line,,11,34,23焊缝lsel,a,line,,48,51,3
lesize,all,,,4
I****************************************
alls
mshkey,1!
映射网格
mshape,0,3d!
六面体形状
vsel,all
vatt,,,1
aslv,s
aatt,,,1
type,1!
单元类型为1
vmesh,all
!
*******************************************allssave,'1.11thermal_analysis_meshed','db'
划分体，生成六面体单元
存档备份有限元模型
finish
!
=================================================================
!
重新载入有限元模型进行加载求解
!
=================================================================
/solu
/view,,-3,2,-5!
调整窗口视角
!
***********************************************************************
!
杀死焊缝区单元
I*****************************************************************
******
v1=5!
焊缝1所在的体
v2=7!
焊缝2所在的体
a1=18!
焊缝1的上表面
a2=31!
焊缝2的上表面
esel,s,type,,1!
选取1类单元
*get,nemax,elem,,num,max!
得到所有1类单元号码的最大值
分段杀死第2道焊缝
*get,nemin,elem,,num,min
!
********************************************
vsel,s,,,v2
eslv
ekill,all
esel,s,live
eplot
!
***************************************************************
!
边界条件（暂时没有考虑对流）
!
***************************************************************
nsel,s,loc,x,0!
在x=0处施加对称边界条件
dsym,symm,x
!
设置非线性求解选项
!
*****************************************************************
alls
antype,trans!
瞬态分析
trnopt,full!
瞬态分析选项，完全分析
nropt,full,,on!
定义完全牛顿--拉普森方法，激活自适应下降（默认）pred,on!
打开预测校正timint,on!
时间积分设置
tintp,0.005,,,1,0.5,0.2!
定义瞬态综合参数
tref,25!
参考温度25摄氏度!
***************************************************************
!
设置载荷步参数
!
***************************************************************
t=0!
求解时间初始值
dt0=1e-6!
建立初始条件的小时间段
dt1=0.5!
起始加热点对应的时间
tinc=len/（lnum*v）!
载荷步时间间隔,T=len/v,tinc=T/lnum
!
tsub=0.2!
求解温度场时子步时间!
***************************************************************
!
稳态分析确定初始温度场
!
初始条件
time,dt0!
loadstep=1,time=dt0
timint,off!
时间积分选项，关闭（稳态分析）
kbc,1!
阶越加载
!
nsubst,1!
子步为1步
esel,s,type,,1!
选择类型1的单元节点
nsle,s
ic,all,temp,25!
初始状态，温度25摄氏度
alls
outres,all,all
solve
save,'1.11thermal_analysis_initial_temp','db'
!
查看初始温度场，应该全为25摄氏度
!
***************************************************************
!
按顺序模拟温度场，以第一道为例
第1道焊缝填充
!
***************************************************************
!
**************************************************
esel,s,type,,1!
在第一类单元中加热流载荷
esel,r,live
eplot
*do,im,0,lnum,1
I****************************
选择有效半径内节点为当前节点
vsel,s,,,v1选择焊缝1上表面单元
eslv,r
nsleasel,s,,,a1
nsla,r,1esln,r,0
!
热源加载，将各段后点（O-lnum）为热源中心，先加载后删除热源
!
即先消除上段所加高斯热源,并将上段的温度值作为下段的初始值
包括起始加热点
I*******************************************
c=V*tinc*im!
热源位置
b=thic/cos（arf/2）*sqrt
（2）/2
tm=dt1+im*tinctime,tm
antype,4,rest
timint,on
autots,on
kbc,1
deltim,0.01,0.01,0.2!
时间步长
*do,i,nemin,nemax,1*if,esel（i）,eq,1,then!
如果该单元在上面的集合里，则
xsy=centrx（i）读取该单元的中心坐标
ysy=centry（i）
zsy=centrz（i）
rr二abs（sqrt（xsy*xsy+（ysy-b）*（ysy-b）+（zsy-c）*（zsy-c））该单元中心距离热源中心
*if,rr,le,radius,then!
该单元中心在加热半径范围内
qr=qmax*exp（-k*rr*rr）!
该单元中心处的热流大小
sfe,i,nmface（i）,hflux,,qr!
在每个单元所指定的面上施加热源载荷
*endif
*endif
*enddo
allsel!
全选求解
outres,all,all
solve
esel,s,type,,1
esel,r,live
vsel,s,,,v1选择焊缝1上表面单元
eslv,r
nsle
asel,s,,,a1
nsla,r,1esln,r,0
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
!
输入先暂时停止一下
!
插入"/post1$plnsol,temp$/psf,hflux,,1,1,on$/replot"的内容进行查看
!
问题：
热流载荷的分布和温度场的分布不一致（该完全一致才对），有点偏移？
!
若要继续，读入"finish$/solu"
*do,i,1,6
sfedele,all,i,hflux!
删除每个单元六个面上的热载荷
*enddo
*enddo
alls
esel,s,live
eplot!
查看温度场
save,'1.11thermal_analysis_alive1','db'!
=================================================================!
生成节点温度分布xx动画文件的程序段
!
=================================================================/post1
/seg,dele!
允许图形数据存储到局部终端存储器
/dscale,1,1.0!
显示位移时，设置放大系数
avprin,0,0!
规定主项量和总向量如何被计算
avres,1规定当powergraphies可用时，结果数据如何被平均
/seg,multi,1.11temp-10,0.2!
存动画,分节存储后来的显示,动画名字,每个画面间延迟系数
esel,s,live
I*************************************************
读取初始稳态温度
场结果
set,,,1,,dt0!
从结果文件读，载荷步子步,比例因子实部，比例因子虚部，时间
plnsol,temp
I*****************************************
读取第1道焊缝过程中的温
度场结果
*do,im,0,lnum,1
tm=dt1+im*tinc
set,,,1,,tm
plnsol,temp
*enddo
/seg,off,1.11temp-10,0.2
anim,1,1!
*********************************
生成动画完毕
I****************************************
度场结果图片
存储第1道焊缝过程中的温
esel,s,live
*do,im,0,lnum,1
*if,im,eq,0,then
tm=dt1
set,,,1,,tm
plnsol,temp
/image,save,1.11temp0,jpeg
*endif
tm=dt1+im*tinc
set,,,1,,tm
plnsol,temp*if,tm,eq,dt1+lnum/2*tinc,thenset,,,1,,tmplnsol,temp6.5,jpeg
*endif
*enddo
/image,save,1.11temp12.5,jpeg
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