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1、采用 Abaqus 软件进行焊接模拟分析 步骤： 1 建立有限元模型，建立有限元模型，定义定义材料参数，材料参数，划分网格划分网格： 考虑到 abaqus 软件焊接模拟分析焊接路径的施加是依赖于方程控制，建议选择模型时慎重，当然如果自我感觉建立复杂路径方程不在话下，可以忽略我的善意的提醒。 定义材料参数时，要记住准备两套，一个用于夏天清凉装，一个用于冬天的臃肿装？，当然不是，是一套用于传热分析，包括 thermal conductivity，specific heat， 当然还有一个 dencity； 另外一个套用于热应力分析， 包括 thermal expansion，elasticity，
2、plasticity。这些材料参数都要是与温度相关的。别告诉我你不知道，怎么搞这些参数，因为我也不知道，哈哈！ 至于网格怎么划分，我就不说了，大家都懂的。 2 传热分析设置：传热分析设置： 前面都是废话， 不说你也知道对不？如果你懂得怎么进行焊接模拟分析那么下面的恐怕依然是废话，但是毕竟不是地球人都知道怎么模拟分析的，我还是要讲。 （1）新建传热分析步，设定参数 Basic 选项卡下 Time period，如果第一步你想来个预热或者什么特别的处理的话， 可以设定一个比较短的时间用于温度传导或者什么的，如果想直奔主题，那么这个参数就要设定为焊接时间，怎么算？你逗我玩儿的吧，翻出小学课本，我只能
3、帮你到这儿了。Incrementation 选项卡有个时间步设定，要设定足够小，但又不能太小，所以起始值设个中间值，最小值设个特别小的值，最大值可以设的足够大，只要你觉得结果会合理就好。总的步数可以设到万级以上， 反正不花钱， 不然求解没有结束， 被计算步数给呛着了，那岂不是冤的六月飘雪了。这个选项卡下面还有个重要的机关需要注意，就是单步最大允许温度变化值，我的经验是 30OK，但是有人给个高招设个 100 也没什么问题， 反正左右你都也看不出来精度高低， 但是咱毕竟是科学研究要精确的，所以你的模拟你做主。 （2）设定初始温度，初始初始，一定记得在 INITIAL 步骤中设定。 （3）定义对流
4、换热属性，要考虑散热的，这是做焊接都知道的，参数自己琢磨好了，好多工况都是用二三十这样的，就有一回我看人家是用小数点后两个零这样量级的，要说是单位不同，我只能呵呵。反正好赖别说是我说的。 （4）施加对流边界条件 （5）关键的一步，施加关键的一步，施加 DFLUX 热边界条件热边界条件-俗称移动热源。俗称移动热源。这也是本这也是本教程的重点， 但是一般大头都是压轴的是吧， 所以教程的重点， 但是一般大头都是压轴的是吧， 所以 DFLUX 子程序将在后面介绍。子程序将在后面介绍。 （6）这一步完成后，后面再来一个冷却过程，与前面设定焊接过程一致，但是要举一反三的。关键在于时间设定要能够冷下来。 （
5、6）完事儿后提交求解，这一步关键要带上子程序。 （7）免费送一个小技巧，多线程处理设置，什么？你知道？你知道也要送就是这么任性。 最后说一句，保护好结果，因为后面要用到，保护它主要是别不知道存哪了。后面就麻烦了。 2 热应力热应力分析设置：分析设置： 不多说：上猛料不多说：上猛料 热应力热应力分析应建立在分析应建立在传热模拟分析传热模拟分析同一个同一个 part 和和 assembly 之上，之上，但是要新但是要新建一个建一个模型。模型。全新的材料参数，这一点前面提过了。接下来的不同之处在分析全新的材料参数，这一点前面提过了。接下来的不同之处在分析步的设定上。步的设定上。 （1）新建静态结构分
6、析步，设定分析时间尽可能长一点，包含，整个预热焊接冷却的过程。 （2）设定初始边界条件，为位移边界条件。具体怎么捆绑，按你习惯的喜欢的姿势来就好。 （3）运用 initial 分析步的 predefined 设定初始温度。 （4）设定分析步，添加场输出结果。 （5）在在 predefined FILED 中将前一步传热分析结果导入热应力分析，对中将前一步传热分析结果导入热应力分析，对，就是就是这一步，关键的一步，这一步，关键的一步，重要程度不亚于重要程度不亚于 DFLUX，一定不能忘了。一定不能忘了。里面怎么设定的里面怎么设定的我的建议，我的建议，begain 填填 1 后面也填后面也填 1，
7、这是，这是 step1，step1 时间足够长得话，可以时间足够长得话，可以全部囊括全部囊括热分析所有步骤。热分析所有步骤。 （6）后面的计算就不管了，自己补吧。自学才能有最大的收获。 Appendix: User subroutine DFLUX: 用户子程序 can be used to define a nonuniform distributed flux as a function of position, time, temperature, element number, integration point number, etc. in a heat transfer or m
8、ass diffusion analysis; 可以用于传热分析或者质量扩散分析的非均匀分布热源方程。 will be called at each flux integration point for each element-based or surface-based (heat transfer only) nonuniform distributed flux definition in the analysis; ignores any amplitude references that may appear with the associated nonuniform distr
9、ibuted flux definition; and uses the nodes as flux integration points for first-order heat transfer, first-order coupled temperature-displacement, and mass diffusion elements. User subroutine interfaceUser subroutine interface SUBROUTINE DFLUX(FLUX,SOL,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,COORDS, 1 JLTYP,TEMP,P
10、RESS,SNAME) C INCLUDE ABA_PARAM.INC C DIMENSION FLUX(2), TIME(2), COORDS(3) CHARACTER*80 SNAME C user coding to define FLUX(1) and FLUX(2)其实关键就在这里这一块可以进一步进行结构化， 如果用到向量或者数组需要在 DIMENSION 这一块定义一下，譬如定义 k(3)，那么后续就可以使用，k(1),k(2),k(3)。 后续需要设定： C C 定义定义参数参数 PI=3.1415926 V=0.005 d1=V*TIME(1) f1=0.8 f2=1.2 C
11、C 热源参数热源参数 I I 电流，电流，U U 电压，电压，miumiu 效率效率 q=U*I*miu C C 定义前后椭球尺寸定义前后椭球尺寸 C C 前四分之一前四分之一 a1=0.001 b1=0.002 c1=0.003 C C 后四分之一后四分之一 a11=0.001 b11=0.002 c11=0.003 C C 获取系统坐标获取系统坐标 x= COORDS(1) y= COORDS(2) z= COORDS(3) C C 定义定义起始焊接起始焊接初始坐标初始坐标 x1=0.00 y1=0.00 y2=0.00 C C 定义定义热源为热源为体热源体热源 JLTYP =1 C C
12、这里可以进行坐标转化这里可以进行坐标转化, ,坐标转换坐标转换用处可大了用处可大了，可以调整焊接角度的。如下，可以调整焊接角度的。如下例为绕例为绕 Z Z 轴旋转轴旋转 4545的变换操作的变换操作。 xx=(x-x1)*cos(PI/4)-(y-y1)*sin(PI/4) yy=(y-y1)*cos(PI/4)+(x-x1)*sin(PI/4) zz=COORDS(3) C C 热流分布定义热流分布定义（双椭球热源参数，双椭球热源参数，包括包括形状参数和形状参数和热流参数，其中（热流参数，其中（zzzz- -d1d1）这一项使得这一项使得热源热源能够向前移动。能够向前移动。） shape1=
13、 exp(-3*(xx)*2/a1*2-3*(zz-d1)*2/c1*2-3*(yy)*2/b1*2) shape11=exp(-3*(xx)*2/a11*2-3*(zz-d1)*2/c11*2-3*(yy)*2/b11*2) heat1=f1*6*sqrt(3.0)*q1/(a1*b1*c1*PI*sqrt(PI) heat11=f2*6*sqrt(3.0)*q1/(a11*b11*c11*PI*sqrt(PI) C C 加载步加载步及热流加载范围及热流加载范围控制控制( (加载步自己来定义，充分发挥想象，搞点加载步自己来定义，充分发挥想象，搞点 DO DO 循循环或者环或者 ifif 条件选择语句，可以实现复杂工艺条件选择语句，可以实现复杂工艺) ) if (JSTEP .eq.1) then if(z.gt.(z1+d1) then FLUX(1)=heat1*shape1 elseif(z.lt.(z1+d1)then FLUX(1)=heat11*shape11 endif endif RETURN END