上机指导书

一、网格划分
1.1 创建点
根据所设计的对接接头模型的规格，选定原点，然后分别计算出各节点的坐标，按照
Geom./Mesh.→geometry→point 步骤，建立以下10个点：P1（0,0,0），P2(10，0，0),P3(30，0，0),P4(30,0，-3),P5(10，0，-3),P6(0，0，-3),P7(-10，0，-3),P8(-30，0，-3),P9(-30，0，0),P10(-10，0，0)如图所示：
1.2 有Point生成lines
按照Geom./mesh→geometry→1D entities步骤，按照一定的方向性将各点连接成如下图所示的Lines:
1.3 由lines生成Edges
按照Geom./mesh→geometry→EDGE步骤，点击选择各边，依次生成如下图所示各Edges:
1.4由Edges生成domains
按照Geom./mesh→geometry→Domains步骤，依次生成如下Domains:
1.5 离散化操作
离散化操作是针对由Points所生成的Lines而言，由于除了有这些点生成的线以外，软件本身也会自动产生一些辅助的线条，为了方便清晰地对所生成的主要线条进行选取及其他操作，可以通过“隐藏→显示”处理，只显示如下图所示的13条线。

通过以下操作位为后面的离散操作做好准备：
→
通过Meshing→Defintion→Discretisation启动离散化操作界面，讲各条线进行离散，实例中将L9、L10、L11、L12、L13五条线均匀离散成3段，L1、L3、L5、L6均匀离散成10段，将剩余4条线非均匀离散，最小尺寸为1.5，最大为3.
离散后的线条显示如图所示：
1.6 划分2D网格
通过“隐藏→显示处理”，只显示Domains。

操作步骤：Meshing→Generation→surface→Regular→by Domains选择所有的Domains进行网格划分。

划分后的2D网格显示如图所示：
1.7 生成Volumes
要生成Volumes，首先要创建一个参考点，此参考点由接头的长度决定。

1.8 离散Volumes
要划分体网格，首先应该将各Volumes在长度方向上划分，将长度方向上的Volumes等间距划分，即均匀离散，实例中将其均匀离散为50段。

操作过程显示如下图：
通过“隐藏→显示”处理，只显示Volumes：
Meshing→Definition→Discretisation启动离散化操作界面，选中所有需要进行离散的Volumes，设置离散单元为50：
→
离散后的结果如下：
1.9 生成体网格
按照Meshing→Generation→Volumes→geometrical→Regular→propagation的操作步骤，打开体网格划分操作界面，在已经离散的4个volunmes里生成网格。

最终生成的体网格如下图所示：
1.10 划分换热面
首先通过“隐藏→显示”处理，只显示所有的domains，如下：
Domain，点击OK完成网格划分，划分后的换热面如下所示：
1.11 划分1D网格
焊接线、焊接参考线以及需要约束的线都需要进行1D网格划分，这里不考虑约束条件，只需要划分焊接线L50和焊接参考线L53。

通过“隐藏-显示”处理，只显示lines，如下：
是L50和L53，划分后这两条线变为红色。

1.12 合并节点
在Transformation的子菜单下点击Sticking点击OK确认系统默认的参考设置，即可合并操作过程中产生的
重复节点，是模型干净。

由于只合并了重复节点，图中没有明显变化。

模型保存模式有两种.MOS和.TIT两种格式，其中.MOS格式用于修改模型，.TIT格式用于定义族，保存模型可以选择默认保存路径，也可以根据情况自定义保存路径，但须保证路径名称为全英文，否则软件无法识别。

二、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SYSWELD里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：
2.1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。

本次采用对接焊缝为例，操作方法见下图，
出现如下图片：
其中：参数设置分别为（单位mm）
(1) C1板高度 5
(2) C2板高度 5
(3) C1板宽度 100
(4) C1板宽度 100
(5)板厚度方向网格数4
(6)最小网格尺寸 1
(7) 最大的网格尺寸 5
完成后，点击save，保存参数。

点击create mesh，即可生成在主窗口中生成2维网格。

之后点击OK载入，parameters设置生成2D网格模型的参数，
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，在主界面上
生成3维网格如图
2.2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），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。

给焊接零件赋材料，本例材料均选择S355J2G3，方法如下
b．加载函数库文件
步骤如图所示，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。

2.3定义热源参数
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(2D Gaussian)，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/mm^3,
初始输入的是比例关系)
建议 1.2 1
af 双椭球前半轴长度3
ar双椭球后半轴长度 4.5
b横向长度(建议:融宽的一半) 1.8
c 纵向半径(熔深深度) 2
x0，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0,0,0
ay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0
Power(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。

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) 1500
HAZ 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。

其余选项默认
点击OK键，进行初算。

2.5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Process里面的参数(修改方法：点击Process下面框中的文字，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。

2.6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。

关闭窗口后，会有提示窗口
提示数据库文件被修改，是否保存，点击Yes，保存。

热源校核的过程完成。