ansysv型坡口多道焊.docx
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ansysv型坡口多道焊
ansys——v型坡口多道焊
!
=================================================================
!
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
!
**************************************************
!
定义焊接尺寸及焊接参数
!
**************************************************
!
******************************************构件尺寸
len=100e-3!
长0.1mwid=50e-3!
宽0.05mthic=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!
沿焊缝长度方向划分份数
!
******************************************焊接参数
I=200!
焊接电流(A)U=30!
焊接电压(V)v=0.5/60!
焊接速度(m/s)
arf=60!
坡口角度(?
)pi=3.1415926!
pi为圆周率
eta=0.7!
焊接热效率,手工电弧焊0.7,埋弧焊0.8K=1.2e4!
热流集中程度系数(/m^2)?
them0=25!
环境温度及母材初始温度,取室温25?
!
**********************************************定义高斯表面移动热源参数!
GAUSS热源模型qr=qmax*exp(-k*r*r)!
(单位W/m2)
!
假设热源中心坐标为(a,b,c),a=0,b=每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!
r^2=x^2+(y-b)^2+(z-c)^2,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=0.99
radius=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,,1200,1250,1350,1400,1450,1500mptemp,,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,,700,2172,5116,6589,8061,9533mpdata,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,1,2,5,6
cyl4,0,0,thic/cos(arf/2),arf,0,90
cyl4,0,0,thic/cos(arf/2)*sqrt
(2)/2,arf,0,90L,1,7!
形成拖拉路径L14Vdrag,all,,,,,,14!
沿线拖拉面
Vptn,all!
分割体
Vglue,all!
粘贴体,
Nummrg,all
!
*************************************************************
!
划分网格
!
*************************************************************
aadd,24,32!
面相加,以便生成映射网格
lccat,40,49
lccat,42,52
!
*************************************沿焊缝z方向划分,均为2mmlsel,s,line,,17,21,2lsel,a,line,,24,26,2
lsel,a,line,,35,36
lsel,a,line,,14,30,16
lesize,all,2e-3
!
***************************************沿厚度y方向划分1-1.5mmlsel,s,line,,6,25,19
lsel,a,line,,2,18,16
lesize,all,,,6
lsel,s,line,,41,43,2lsel,a,line,,50,53,3
lesize,all,1.5e-3
!
***********************************************沿x方向划分1mmlsel,s,line,,45,47,2!
母材
lsel,a,line,,44,46,2
lesize,all,,,18,0.8
lsel,s,line,,7,27,20!
母材
lesize,all,,,12,0.7
lsel,a,line,,5,23,18
lesize,all,,,12,10/7
lsel,s,line,,11,34,23!
焊缝
lsel,a,line,,48,51,3
lesize,all,,,4
!
****************************************划分体,生成六面体单元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
!
*******************************************存档备份有限元模型alls
save,'1.11thermal_analysis_meshed','db'
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
!
***********************************************************************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
*get,nemin,elem,,num,min
!
********************************************分段杀死第2道焊缝
vsel,s,,,v2
eslv!
选中依附于所选体上的体单元
ekill,all~杀死单元
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=dt0timint,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~选择节点
ic,all,temp,25!
初始状态,温度25摄氏度
alls
outres,all,all~写入到数据库中的结果数据
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
!
****************************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
nsle
asel,s,,,a1
nsla,r,1
esln,r,0
!
热源加载,将各段后点(0-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
c=V*tinc*im!
热源位置
b=thic/cos(arf/2)*sqrt
(2)/2
tm=dt1+im*tinctime,tmantype,4,rest
timint,on
autots,on
kbc,1
deltim,0.01,0.01,0.2!
时间步长!
***********************************以下为施加热流密度载荷*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=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,,1esel,r,livevsel,s,,,v1!
选择焊缝1上表面单元eslv,r
nsle
asel,s,,,a1
nsla,r,1
esln,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
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- ansysv 型坡口 多道