SYSWELD中文教程T型

1、焊接部分(使用软件版本 visual-mesh6.1, sysweld2010, pam-assembly2009 , weld-planner2009 )一、软件安装说明软件包括 visual-mesh6.1 , sysweld2010, pam-assembly2009 , weld-planner2009 ,其中 pam-assembly2009 , weld-planner2009 统一叫做 WeldingDE09,安装基本相同，点击 setup, 所有选项默认，点击next按钮，直到安装完成，点击finish。所有安装完毕后，重启计算机， 在桌面上出现ESI GROUP文件夹，所有软

2、件的快捷方式都在此文件夹内。二、基本流程la中小件焊接过程模拟分析的步骤是ESI m叫CAD-网格划分（Visual-mesh）-热源校核（sysweld软件中的 Heat Input Fitting）-焊接向导 （sysweld 软件中的 welding wizrad）- 求解（sysweld slover）-后处理观察结果（sysweld）焊接模拟流程说明：功能使用软件使用模块生成局部网格Visual-mcsh热源校核sysweldHest Input F ittniig前处理条件设置SysweldWelding WUard,求解观察结果 sysweld Welding Wir加实体网格/

3、壳网格网格网格划分是有限元必需的步骤。Sysweld的网格划分工具采用visual-mesh。版本使用的是 6.1Visual -mesh界面见下图菜单栏工具栏浏览窗口信息窗口0 "jk pTY-i-iijntvbiifrdarTiiA?I bi 丁： Ty 厂.m才皿hr MUf*11.33管诚山妹*日(43i*r)&c*sEmAiL*4 CqllMikMM-C3:Q fnUEtf l|.|f Kin- t'FM dLfw» JfriU L>I4t sMw &/1警冒醇；瞥爵雷蕾顷*,、吧白儿馈，跳内I主窗口状态栏=D_!' lha&

4、lt;gLl Imithi = J1L4TTL.tiiPEm 1砒伪adm rl!A2. K5C laiiledVa of Lo-id CMparuenti Btu erf CarutrasiErts = la. of Tihl&i 山-pf Hw 财尸cf A uq政旦 财,fff T<L -一一 Ba. of TeHprrartuieE Eadsl. z: * ;S UpdJM 匚 Fitfh n Sdi-NoM 0 Gi-Sub-ladlBl Eajilficvi ME瞄M就H&nr# 农 略Uv_子模型浏览窗口ViEUBllei：li 上 LQ - Ipipvpi

5、pfntrbEwdiit rrDATAZ. 15|对于形状简单的零件，可以在visual-mesh里面直接建立模型，进行网格划分，对于复杂的图形，需要先在 CAD画图软件中画出零件的3维几何图形，然后导入 visual-mesh软件进行网格划分。Visual-mesh的菜单命令中的 Curve, Surface, Volume, Node是用来创建几何体的命令，接下来的1D,2D,3D是用来创建1维，2维，3维网格的命令。对于一个简单的焊接零件，网格创建的步骤为：建立节点 nodes生成面surface用于生成3D网格用于定义材料赋值及焊接计算 用于定义表面和空气热交换 用于描述热源轨迹生成2

6、D mesh拉伸3D mesh提取2D mesh表面网格生成1D焊接线,参考线网格生成a)b)c)d)添加网格组用于描述热源轨迹用于定义焊接过程中的装夹条件a) 开始点，结束点，开始单元b) 装夹点下面以T型焊缝网格划分为例，说明visual-mesh的具体用法，常用快捷键说明：按住A移动鼠标或者按住鼠标中键，旋转目标；按住 S移动鼠标，平移目标；按住 D移动 鼠标，即为缩放；按 F键(Fit),全屏显示；选中目标， 按H键(Hide),隐藏目标；选中目标，按L键(Locate),隐藏其他只显示所选并全屏显示；Shift+A,选中显示的全部内容；鼠标可以框选或者点选目标，按住 Shift键 为

7、反选；在任务进行中，鼠标中键一般为下一步或者 确认。1. 建立节点 nodes使用Node菜单下的 By XYZ Locate 命令，弹出窗口，在xyz后面输入坐标，点击两次 Apply后, 生成节点，不要重复再重复点击。节点生成后会在 信息窗口内显示信息。XJ New node! <Documentl. vdb> created10 A node is created at (0. 000000, 0. 000000f 0. 000000) with ID 】按上述方法生成节点(0,0,0), (47,0,0), (50,0,0), (53,0,0),(100,0,0), (0,

8、0,3), (47,0,3), (50,0,3), (53,0,3), (100,0,3), (50,0,6), (47,0,6),(50,0,50), (47,0,50)点击工具栏上IIxz方向显不',点击区或者按F键全屏观察, 如右图所示(共14个节点)2. 生成面surface使用Surface菜单里面的Blend(Spline冷令生成面，默认选项,鼠标按顺序单击节点，单击两个节点后，在主窗口内单击鼠标中键确认，这时会显示如右图所示，继续点击下面两个点，单击鼠标中键确认，出现如下图所示。S-E再单击鼠标中键，生成面。通过工具栏上的工具按钮们可以看到生成的几何面口口改变显示方式,用

9、同样的方法依次把所有的面生成，最后如图接下来使用Curve里面的Circle/Arc命令生成焊缝处轮廓曲线，在弹出窗口中，选择Arc,生成方式选择 Center-Axis,会自动弹出 Axis Definition窗口。选择Global Aixs（整体坐标系），Y Axis（Y轴），旋转中心输入 50 0 3,点击OK。返回Circle/Arc窗口，半径输入3,角度-90度，这时界面上会出现如下图的弧的预览，点击Apply按钮，弹出窗口中点击OK点击Close,关闭掉所有小窗口。使用Surface菜单里面的Blend(Spline冷令生成扇形面，在弹出窗口下，不改变选项，鼠标左键点击下图中的三

10、个点，然后单击鼠标中键然后把Blend窗口中的Linear Points改变为Curves,下图所示，单击刚生成的曲线，然后单 击鼠标中键生成扇形面。关闭 Blend窗口。3.网格生成a)生成 2D mesh使用2D菜单下的 Automesh Surfaces生成2维网格。在弹出Automesh Surfaces® 口后，鼠标左键框选刚生成的所有的面，单击鼠标中键，在elements size里面输入0.8 （即网格节点的长度为0.8mm）,回车，看到显示窗口中如下图,|5SELI倾 HLL5IN国itr mi然后鼠标按住图片上数字部分上下拖动可以改变各边上的节点数目，主要改变几个边

11、上的,在2D mesh窗口中选择 Method选项卡，在里面 Method上选择 Map方式生成网格，单击鼠 标中键生成网格预览如图，在ID选项卡下part ID内容输入 一个还没占用的ID号，例如3, 单击鼠标中键生成 2维网格。关闭2D mesh窗口。Check一下2D网格b)拉伸 3D mesh使用3D菜单里面的Sweep (Drag)选项生成3维网格在弹出窗口中选择 vector选项，然后选择拉伸轴为Y轴，拉伸长度100mm,Sweep - 3D凰区ISource® Elernent Facw O SurfaceRe«tMesh Owe左键框选主窗口中的所有网格，单

12、击鼠标中键，弹出如下窗口，在No. of Layers：输入50 （表示在拉伸方向生成 50个网格）Display rjo.ofNd. of Layers: 500 Edge SeedsBasingMeshClose(P at h: Checks >E lensnt Qual it y) *i index w. r. to quality table values: ire successfully meshed. Click OK or :eiierat ad : 276I index r. to quality table values: ire successfully meshe

13、i Click OK or generated : 279T aw m.lna lln rrekvi. A,5017.42 (Lesser value represent； conf inn to accept mesh or modi:4962. 59 (Lesser value： represent； confirm to accept meshj qt modii单击两次鼠标中键。生成 3D网格如下，关闭掉所有小窗口。口口 m通过工具栏上的如 由I改变显示方式查看。单击Fuse All选项，单击Apply,即可以把重复的节点删除掉。检查冗余节点，使用 Checks菜单里面的Coincid

14、ent Nodes命令检查节点。在弹出窗口中选择点击 check选项，图中显示如下，有十字星号的位置为节点重复,L A 辈 M'swUjfIqvIi； "er/邛H Itih珏仃1 + rzLtrr B«ih Milk生成表面2维网格。c) 提取2D mesh表面网格使用2D菜单里面 Extract from 3D Mesh选项，注框选图中的所有网格，单击鼠标中键,图中颜色变为粉色为预览，再单击鼠标中键。生成2维网格，放在 Part 5里面。3/4 F-*iEkt匝“断9Ktffrlvn 伽：!】 fl W ITI WW )Al MH rwRikl)str k*L

15、3D Iwtkd）生成1D焊接线，参考线使用Curve->Sketch命令生成曲线，单击图中大致焊缝中心处节点,Lor ceResetMethod ® Smooth O LinearProject on ®3-C QOnPiePart ID：C-K-aTi I R1 -3 a? 1 ViV r* Ofi-a-p c i e'FiiahH然后单击另一端对应位置的节点，单击鼠标中键生成曲线。Number of ele*ents generated : 279Project onO LinearO On PlanePart IDPtslo牡冷岬TP»Cua

16、*n.llfir IeD 心CutSteii an在左边的浏览窗口中点击前面实心圆点，最后只保留Method ® Smooth& ledts 1779S)C$ll«Ct«TT蹄)虹 e KhndehwEleavnlAwwefllbly CN>e由使用1D菜单中的on curve命令生成1维网格，在弹出窗口中Number of Elements后输入50,即在长度方向上生成50个1维网格，和三维的网格长度相一致，单击靠近焊缝中心的线，单击鼠标中键，生成 1维网格自动存放在 PART7里面Nour匚辱19Bl占mi皿 can be assigned on

17、 only one trajectorydew are foundBiuin< ctn b« a»icMd on. oatly omf t rajtctciiry.先把所有part都显示出来，然后检查冗余下点，使用Checks菜单里面的Coincident Nodes 命令检查节点。在弹出窗口中选择点击 check选项，有十字星号的位置为节点重复， 单击Fuse All选项，单击Apply,即可以把重复的节点删除掉。重命名各part,在任意一 part上右键，选择 part manager选项，白f,(Bl iTjFJkH t轮：V'UL«ctr心，

18、amG3 (ID) "湖心 CaLSvtUefeL.Frcjbkr实体组改名为T-PLATE（可以任意命名，以自己认识为好）表面网格命名为SKIN,焊接线命名为 WL,参考线命名为 RL关闭Part Manager窗口。4.添加网格组a）开始点，结束点，开始单元在浏览窗口中，隐藏掉其他part,保留 WL和RL这两个组。在选择过滤框中选择 Element，选择顺序为先选择 WL上的第一个单元，然后选择参考上的第一个单元，右键 tools里面选择 Add to New Collector o*11Ml g)fiilM轲讽QU”)5Surfttf伽j httImi WCollector改

19、名，右键单击，选择 Edit,改名为SEB Esp bewintl vdi白p* Dqb.mLB Fun «B) Y)gwr O 2=X>1ET_2,OO 4=>WUTI C- 5=>sraf Q 6=>PJtfTj&- S=>BLN«C OT0OI) SH& 看 et»ri fliGlTffCAD (3D)-仑 IioDtittl&CvtS'ictifliiffl IlftUIIT a-A44 Stltcliein.C«wr% EB Suh-iodffl EploFr«ptrti&

20、#171;i同样的方法，在选择过滤框中选择Nodes，然后先选择 WL上的第一个节点，再选择 RL上的第一个节点，添加到collector里面改名为SN （任意命名，开始点）；然后先选择 WL上的最后一个节点，再选择RL上的最后一个节点，添加到 collector里面改名为EN （任意命名，结束点）。b） 装夹点在选择过滤框中选择 Nodes,选择要装夹的节点，按实际情况选择，本例中选择位置下图所 示，黄色部分的节点即是选中节点，添加到collector里面改名为CCN（任意命名，装夹点）。5.保存网格保存结果 File->save->*.Vdb导出结果File->expor

21、t->*DATA*.ASC（前面一个*号为字母或数字，后面一个星号为 1-9999之间的整数）例如TDATA1.ASC四、热源校核焊接热源模型，可以认为是对作用于焊件上的、在一定时间和位置上的热输入分布特点 的一种数学表达。实际融焊过程是给焊件加热，热源模型就是在有限元计算中的输入热量， 用数学函数表示出来。热源模型的建立在SYSWEL匡面使用热源校核工具界面，界面打开方法如下图所示，热源校核的实际操作步骤如下:1, 建立网格此步骤的目的是建立焊缝周围的网格模型，对于T型焊缝，搭接焊，拼焊可以直接在系统上选择存在的模板文件。本次采用T型焊缝为例，操作方法见下图,之后点击O顾入，param

22、eters设置生成2D网格模型的参数,C1板高度3C裁高度3C1板半宽度30(4)C1板半宽度30(5)焊缝处面积6.5C1板厚度方向网格数4C裁厚度方向网格数4(8)最大的网格尺寸3完成后，点击save,保存参数。2维网格。如下图选取焊缝参数与实际焊缝厚度方向相一致。窗口中选择选项，在左边输入框中输入数值, 回车即可赋值给所选选项：参数设置分别为（单位 mm）点击create mesh,即可生成在主窗口中生成然后在热源校核界面上选择拉伸 (Translation)或者旋转(Rotation),点击Parameters按钮输入参数, 本例中选择拉伸，参数如下(1) 拉伸总长度90(2) 在多大

23、区域内划分细密网格30(3) 热源中心所在位置距离拉伸的最末端的距离15(4) 最小网格尺寸1(5) 最大网格尺寸3输入后点击Save,进行保存。返回到热源校核界面。点击 Create mesh,在王界面上生成3维网格如右图蜜，？<.q列2.加载材料数据库和函数数据库a.加载材料数据库步骤如右图所示(注意在sysweld的软件界面上关闭窗口时，应选择下面的Quit或者Close按钮来关闭窗口)Orrnrrt W i 玷 rutM-hilm，WerHc* m 打开后，默认路径就是软件的安装目录，材料库文件选择 welding.mat 文件，点击OK,加载完成。XlHrtVr.ExUHldf

24、t q41«fi " * 】- hlMionCr-ui1姑 YW,肾I乳此r” 黝ufttVTli4dH：£jteriLmU.HdiLrutH-UiDircctarlBs r iles4-直击完，材料瘁朝载入了MB" 1取f wur go eS F ictiivr i jsiAmtw 土avUi nff > rw U给焊接零件赋材料，本例材料均选择S355J2G3方法如下 STwaftLU: tlwice fil a. nurerldlHvdvlW 扫【I# hM MltUt«ri&L DB.PrIky，Immi) lUlvlik

25、i rumC1JD :眼JZG土E_?0 :重复前面操作定义组C2 3D和BEAD的材料HZWrlSM50NM 刖"6-把材料性质歇值给一些提前定义的组Mm M UM:加. iBib.加载函数库文件步骤如右图所示函数数据库是用来存放函数的， 热源我们定义好后也是一个函数， 校核完毕后将被存放在我们加载的 函数库文件中。* Hv砒 Ivwvt ritiini v btwwUHJ KflAtJi Priwrp ±Grti 4 h*Hv<Jnvdl 力V dnitu 4 .H® HNSftatM-cflceP*t4-点击完，函数数据库就毂入了TRIP知睨3.定义热

26、源参数热源在有限元计算里面认为是一个函数，首先给定初始值对函数的参数给定初始值，然后根据实际焊接的截面熔池形状校核。在软件中，热源函数给出了三种模型，2维高斯(2DGaussian),双椭球(Double ellipsoid) , 3维高斯圆锥(3D conical gassian),另外大家还可以使用 custom自定义热源模型。一般高能束焊推荐采用3维高斯圆锥模型，普通弧焊采用双椭球模型。本例采用双椭球热源模型。模型的几何参数意义可以见下图首先输入热源函数名（本例中名字 SOURCE_TTS）模型参数设置如下Qf与Qr （表示单位体积上的输入能量,单位是 watt/mmA3,初始输入的是比

27、例关系）建议1.21af双椭球前半轴长度3ar双椭球后半轴长度4.5b横向长度（建议:融宽的一半）1.8 c纵向半径（熔深深度）2x0, y0, z0表示热源中心在由焊接线和参考线确定的局部坐标系（以焊接线开始点为坐标原点，焊接线指向参考线方向为 x0,沿着焊接线方向为 y0,右手定则确定z0轴）中的坐标。本例0,0,0ay热源进入方向是沿着 z0轴的反方向，ay是热源进入方向沿着 y0轴旋转的角度，顺时针为正。本例0Power（Total*Efficiency）输入的有效功率，单位是瓦特。（电流乘以电压乘以效率 ）1800输入后点击Add按钮。初始值设置完成。其余选项默认点击OK键，进行初算

28、。4. 求解设置其余参数，初步求解。Plot子菜单里面，选择Macrography（在计算完毕后自动显示截面温度云图）Molten temperature（熔点）1500HAZ temperature（热影响温度）800 温度单位均为摄氏度。Solve子菜单里面，选择solve,Curvilinear velocity:5（热源移动速度，单位 mm/s）Intial temperature :20（焊接件初始温度，单位摄氏度 ）Phase proportions（初始相）按默认。5. 检查结果计算完毕后，屏幕上会自动显示截面的温度场结果， 如下图所示，与实际的焊缝相对照， 根据实际情况回去调整

29、 Process里面的参数（修改方法：点击 Process T面框中的文字，然后 修改对应的空格，修改后，点击 Add下面的Replace即可替换掉以前的值），修改后继续点 击OK计算，观察结果，只到焊缝的熔池及热处理区与实际情况向符合为止。6.关闭窗口后，会有提示窗口保存热源到函数库得到合适热源参数后，保存到函数库中，用于后面求解时使用。提示数据库文件被修改，是否保存，点击Yes,保存。热源校核的过程全部完成。前处理部分为设置各项前处理参数，其中要使用前面的网格与热源校核后保存的热源函数，打开 SYSWEL敬件，切换到 application->Welding Advisor 里面选择

30、welding wizard打开焊接向导Reference里面输入工程名，title里面为注释，可以不加加载材料库K Welding WizardOpeirfli loci U-csriptiiMi加载材料库tldnpiFi EanditioinsCurrent OS ; x海SS如园.内砒SOIUV p«T#Hi5tiSir31.口1工1回区DirectorieseldinEf.natKat erial DB : LoadDirectories3* 1S YSN 0R*l2010 . OXress our ce s f ichiers_ext ernes*. na tFilesbd

31、nat.natheat.tretnent.case.diffusianHat heat.treatnent.case.layer.nat heat _tr eatne n b_qu enc hing .tiat heat_treatnent_surface.natFilerEsiGRD*lSYSMDR*l2010>0ressourcesf£chiers_eKternesCancel加载函数库文件 Welding Wizard' t IJC |Pr&jcct DcfinitiwTitle ：RefErcmciLnadJjUeldin siHulatian of I

32、jointFunetieii 0BP加载函数库Driver's ；GmgMaterial 如+hadifu/Vcriru.,.5dUECurrwit DO : IwWEt JHbiflbLBw»fl! C-MltWlt d B +IteWf IFwwtiwiIDthMi -加载网格，加载之前生成的网格计算类型选择材料赋值选择实体的网格组选择材料的温度场性质选择材料的应力场性质点击Add添加到下面的图框中焊接过程定义首先是轨迹线的组的定义X； Veldinf Vi sard_ |&|fxS<mC1«DHelp.然后选择热源函数Function Table

33、FCTFCT1/匚3D3D3DCOHICRLEONICHLCONICRLSlSWOKLB : choice of a funct ionPRE-OEFINED PH1E-UEF1HED FCT PBE-reFIHED I tL4 tl4 <MedlUH>GfKJSSIRM - TRfWSLRTIONGRUSSIHK ROTATIDHGmrssiRM HELIXHcldin Upirrdticin Dc-scriptxonNflHci oF the selected Fwctinn :CancelFitting arMetersHateriaL deposit预估熔融区长度，焊接开始

34、时间，焊接速度，然后Add添加到下框中。Contact适用于计算接触条件的，是可选项。Heat exchange用于热交换，下面是定义在空气中的散热条件。Add添加到下框中。Clamping conditions设置装夹条件在最后一个组里面添加CCN,TypeCwt4CtUHFxch/ Clfl«pine Clanpinrg Cor，hlMlHUtl CLAHPDffiSYWETSICaO .1hH _ <1 i m叶/<' Select ion p-Groups： Cn&ae)(3回冈IFilterCCN JHdd跚F.L积WCdncd FilterHc

35、lp1+| ClfiKPEOglSuppress H,ReinltidllV LaftdsSaveCloseHelp 后面条件上输入 UX UY UZ,中间用空格隔开，表示采用刚性约束，约束条件为三方向位移 均固定，点击Add添加。Loads选项可以加载力和位移或者压力，是可选项。Solver parameters 求解参数设置选择温度场及应力场求解参数文件Groups (nae>T-PLATEInitial TineHuHberinft of swedThierndl ; jjqoqSalveruadv.ther土uadv_nech4prproportionJ T&klng d

36、ccmjirit d选择应力场求解参数文件Xnitidl tBHperaturB IrpLflrElwadv.nech * parPhase proportionsHunberirirg of savedE_wadv_UiBT.par-J TAklfig accountSolver par am ter £ wad v.thfir A parThcrnal : 0倾Initidl Time : hi r*.PRJ点击save,保存，不弹出错误窗口即为设置正确，前处理完成。 保存文件，生成前处理文件如下工程文件*_MESH_DATA1000.ASC完成后可以使用下面命令求解*HT.DA

37、T *HTC.DAT *METALLURGY.DAT *MECH.DAT *MECHC.DAT 温度场参数文件温度场求解命令文件 材料温度场属性文件 应力场参数文件 应力场求解参数文件 网格文件后处理计算期间，结果保存在上述量文件中最后自动转化成后处理文件格式，文件名分别为TJOINT_V_POST1000.fdb（温度场结果）和 TJOINT_V_POST2000.fdb（应力场结果）.用户也可以通过手动转化结果（可以仅为选定的组和时间步转化，以减少后处理文件的大小 ）.结果转化完后，在网格或者高斯点上的结果可以被插值到单元节点或者节点上显示后处理结果，Aldine AdvisorCerdC

38、onvertftvfratirrgDisplay后缀为1000的主要是温度场，相变的结果，为 2000的主要是变形，应力，应变的结果，下面 以温度场为例说明X0> < TIm 7.5 <1> < < <5> < 4> < <5) < 46) < 5 < <8) <Tint 7.5 > Tine 7,75 > Tine S > Tine 8,25 > Tine 0.5 > Tine 8.75 > Tine 9 > Tine 9.25 >3><Tine7*5<1><Tine7*5><2><Tiiw7.75><5><Tine9 >4< Tine S.25 >JLIwl，2d_J2dil 9 - & -31一cI一Suppress RllTypes of results to displayIEHPERRTURE