ansys高斯热源施加.doc

精品文档!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0.1m 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0.8 K=1.2e4 !热流集中程度系数(/m2) ? 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) ,x0, y0, z0!r2=x2+(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=0.99radius=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,1200,1250,1350,1400,1450,1500mptemp,1505,1705,1905,2105,2305,2500mpdata,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,1,7800,7800,7800,7800,7800,7800mpdata,kxx,1,1,52,50.7,48.6,46.1,42.3,38.9 !热传导系数(W/(m*K)mpdata,kxx,1,30,30,30,30,30,30mpdata,kxx,1,30,30,30,30,30,30mpdata,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,1,0,0,0K,2,wweld,0,0K,3,wid,0,0K,4,wid,thic,0K,5,thic*tan(arf/2)+wweld,thic,0K,6,thic*tan(arf/2),thic,0K,7,0,0,lenA,1,3,4,6A,1,2,5,6cyl4,0,0,thic/cos(arf/2),arf,0,90cyl4,0,0,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,40,49lccat,42,52!*沿焊缝z方向划分，均为2mmlsel,s,line,17,21,2 lsel,a,line,24,26,2 lsel,a,line,35,36lsel,a,line,14,30,16lesize,all,2e-3 !*沿厚度y方向划分1-1.5mmlsel,s,line,6,25,19lsel,a,line,2,18,16lesize,all,6lsel,s,line,41,43,2 lsel,a,line,50,53,3lesize,all,1.5e-3!*沿x方向划分1mmlsel,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,5,23,18lesize,all,12,10/7lsel,s,line,11,34,23 !焊缝lsel,a,line,48,51,3lesize,all,4!*划分体，生成六面体单元allsmshkey,1 !映射网格mshape,0,3d !六面体形状vsel,allvatt,1aslv,saatt,1type,1 !单元类型为1vmesh,all!*存档备份有限元模型allssave,1.11thermal_analysis_meshed,dbfinish!=!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,v2eslvekill,allesel,s,liveeplot!*!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!*allsantype,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,sic,all,temp,25 !初始状态，温度25摄氏度 allsoutres,all,allsolvesave,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,liveeplot*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*tinc time,tm antype,4,resttimint,onautots,onkbc,1deltim,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,allsolve esel,s,type,1 esel,r,live vsel,s,v1 !选择焊缝1上表面单元 eslv,rnsle 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 *enddoallsesel,s,liveeplot !查看温度场 save,1.11thermal_analysis_alive1,db!=!生成节点温度分布云图动画文件的程序段!=/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!*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 !*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-10,0.2anim,1,1 !*生成动画完毕!*存储第1道焊缝过程中的温度场结果图片esel,s,live*do,im,0,lnum,1 *if,im,eq,0,then tm=dt1 set,1