焊接热过程仿真实验报告Word下载.docx

1、Q=3600;lan=0.4;c=0.65;p=7.8;cp=c*p;a=lan/cpfor t=1:1:10temp =2*Q/cp/（4*pi*a*t）1.5*exp（-r.2 /4/a/t）;plot（r,temp）hold onend ylabel（温度 （C）xlabel（距离r （cm）grid on（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

2、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, Point heatingGive the analysis a title/TITLE,Point Heat 步骤2：设置单元、

3、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,1,1,83.5,61.5,32.5,42.5,46MPDATA,C,1,1,430,540,980,847,400MPTEMP,1,0,1533,1595,1670MPDATA,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

4、=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,avovlap,all/pnum,volu,1Vplot步骤4：网格划分vsel,s,loc,z,0,bvatt,1,1,0mshkey,1LESIZE,11, , ,bn, , , , ,1 LESIZE,6, , ,bn, , , , ,1 LESIZE,7, , ,bn, , , , ,1 vmesh,allvsel,inveesize,a/ansmrtsize,6mshape,1,3dmshkey,0vsel,all/VIEW,1,0.5,-1,0.5/TRIAD,OFF !Turn

5、 triad symbol off/REPLOT步骤5：求解/SOLUANTYPE,TRANSIENT,NEWTRNOPT,FULLLUMPM,ONTOFFST,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, 20SFA, 10, , conv, acof, 20SFA, 12, , conv, acof, 20F,2,HEAT,3600/4/0.2 !输入热量TIME,0.2 !Set time at end of load stepAUTOTS,-1 !Program cho

6、sen automatic time steppingDELTIM,0.01,0.001,0.25,1 !Specify time step sizesKBC,1 !Specify stepped loadingOUTRES,ALL,ALL !Write to file at every stepSAVE/STAT,SOLU !Display solution options/REPLOT !Display all nodesSOLVEF,2,HEAT,0TIME,5 !Set time at end of load step 终止时间/post1plnsol,temp! 显示温度分布/EOF

7、（5） 使用General Postproc/Read Results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。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