基于ANSYS的钢桶焊缝处理分析
ansys分析五道焊缝

!非线性材料求解成功GAUSS分布Z向扫描!!考虑了和基板对流情况下加载热流密度的热分析rb=0.15mm!粉床7.8X3.3mm,烧结区域6X1.5mm!考虑粉床表面的辐射、对流!考虑粉末状、熔化状(液态)、凝固态的边界条件变化!考虑金属蒸发会带走一部分能量,故效率减半eff =0.7!r=0.2mmFINISH/CLEAR,START/BATCH/CWD,'d:\Ansyswork\EBM FEM Simulation for Metals\3D Temperture distrbution'/FILNAME,EBM_db,0/TITLE,3D Temperture distrbution!选择分析问题的类型:热/NOPR/PMETH,OFF,0KEYW,PR_SET,1KEYW,PR_STRUC,0KEYW,PR_THERM,1KEYW,PR_FLUID,0KEYW,PR_ELMAG,0KEYW,MAGNOD,0KEYW,MAGEDG,0KEYW,MAGHFE,0KEYW,MAGELC,0KEYW,PR_MULTI,0KEYW,PR_CFD,0/GO/UNITS,SI !Standard Units!******************************************* !开始,进入前处理器,定义下列属性-!0参数定义!1定义单元类型!2实常数!3材料性能!4几何模型!5网格划分控制!6其他!**************************************!/PREP7 !0参数定义!模型参数!几何模型尺寸me-3=mm*SET,Block_x,7.8e-3*SET,Block_x1,0.9e-3*SET,Block_x2,6.9e-3*SET,Block_y,3.3e-3*SET,Block_y1,0.9e-3*SET,Block_y2,2.4e-3*SET,Block_z,0.3e-3*SET,Block_z1,0.9e-3!划分网格的大小*SET,LMeshx,3e-4 !line1*SET,LMeshy,3e-4 !line4*SET,LMeshz,3e-4 !line9!边界条件参数*SET,Tinit,30 !初始温度!1定义单元类型ET,1,SOLID70et,2,surf152 !表面效应单元r,2KEYOPT,2,4,1 !表面效应单元设置KEYOPT,2,8,4ET,3,SOLID87!2实常数!Nothing!3材料性能MPTEMPMPTEMP,1,25,400,1200,1600,2000,2500MPDA TA,DENS,1,1,3983,4688.4,5406.8,5948.8,690 8,6331 !密度MPDA TA,KXX,1,1,1.6278,2.3812,3.6396,29.8,30.6,3 2 !热导率mpdata,c,1,1,472,535,679,859,945,1034 !比热MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0,200,400,800,1200MPTEMP,6,1400,1454,1800,2000MPDA TA,ENTH,1,1,0,7.9729e+8,1.6400e+9,3.4621e +9,5.3897e+9MPDA TA,ENTH,1,6,6.3415e+9,8.2595e+9,9.8798e+ 9,1.0816e+10 !热焓MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20,300,600,900,1200,1500,1800,2000,30 00,4000MPDA TA,HF,1,1,6,50,120,200,250,378,700,850,1746 ,3799 !对流系数MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,20,200,400,600,800,900,1000,1100,1200, 1420,1460MPDA TA,DENS,2,1,7966,7893,7814,7724,7630,758 3,7535,7486,7436,7320,7320MPDA TA,KXX,2,1,13.31,16.33,19.47,22.38,25.07,26 .33,27.53,28.67,29.76,31.95,32 !热导率mpdata,c,2,1,470,508,550,592,634,655,676,698,719,7 65,765MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0,200,400,800,1200MPTEMP,6,1400,1454,1800,2000MPDA TA,ENTH,2,1,0,7.9729e+8,1.6400e+9,3.4621e +9,5.3897e+9MPDA TA,ENTH,2,6,6.3415e+9,8.2595e+9,9.8798e+ 9,1.0816e+10!4几何模型BLOCK,0,Block_x,0,Block_y,0,Block_z, BLOCK,Block_x1,Block_x2,Block_y1,Block_y2,0,Bl ock_z,vsel,allVOVLAP,allBLOCK,0,Block_x,0,Block_y,0,-Block_z1,vglue,allnumcmp,all!划分网格lesize,8,LMeshxlesize,5,LMeshylesize,13,LMeshzvsel,s,,,1type,1mat,1mshkey,1vmesh,allallselesize,0.3e-3mshkey,0mshape,1,3d vsel,s,,,2type,3mat,2vmesh,allallselesize,0.3e-3mshkey,0mshape,1,3dvsel,s,,,3type,3mat,1vmesh,allallsel!成形件轨迹单元质心排序width=Block_y2-Block_y1!wpoffs,Block_x1,Block_y1,0!local,11,1,Block_x1,Block_y1,0 ALLSEL,ALL*GET,EMAX,ELEM,,COUNT,MAXVSEL,S, , , 1ESLV,S*GET,AEMAX,ELEM,,COUNT1,MAX *DIM,ANE,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANE1,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANE2,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANE3,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANE4,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANE5,ARRAY,AEMAX,*DIM,ANEX,ARRAY,AEMAX*DIM,ANEY,ARRAY,AEMAX*DIM,ANEZ,ARRAY,AEMAX*DIM,ANEORDER,ARRAY,AEMAX,,1!形心排序VSEL,S, , , 1ESLV,S*GET,ANSEL,ELEM,,COUNT1II=0*DO,I,1,AEMAX*IF,ESEL(I),EQ,1,THENII=II+1ANE(II)=I*ENDIF*ENDDO*DO,I,1,ANSEL*GET,ANEZ(I),ELEM,ANE(I),CENT,Z*GET,ANEY(I),ELEM,ANE(I),CENT,Y*GET,ANEX(I),ELEM,ANE(I),CENT,X *ENDDOe=0*do,i,1,AEMAX*if,ANEY(I),ge,4*width/5+Block_y1,thene=e+1ANE5(e)=ANE(i)*endif*enddod=0*do,i,1,AEMAX*if,ANEY(I),ge,3*width/5+Block_y1,then*if,ANEY(I),lt,4*width/5+Block_y1,thend=d+1ANE4(d)=ANE(i)*endif*endif*enddoc=0*do,i,1,AEMAX*if,ANEY(I),ge,2*width/5+Block_y1,then*if,ANEY(I),lt,3*width/5+Block_y1,thenc=c+1ANE3(c)=ANE(i)*endif*endif*enddo b=0*do,i,1,AEMAX*if,ANEY(I),ge,width/5+Block_y1,then*if,ANEY(I),lt,2*width/5+Block_y1,thenb=b+1ANE2(b)=ANE(i)*endif*endif*enddoa=0*do,i,1,AEMAX*if,ANEY(I),lt,width/5+Block_y1,thena=a+1ANE1(a)=ANE(i)*endif*enddo!*******对1道焊缝区的单元按质心X坐标进行从低到高排序********esel,none*do,i,1,a*if,ANE1(i),NE,0,thenesel,a,elem,,ANE1(i)*endif*enddoMINE=0*DIM,ANEX1,ARRAY,a*DIM,ANEY1,ARRAY,a*DIM,ANEZ1,ARRAY,a*DO,I1,1, aesel,u,elem,,mine*GET,ANSEL1,ELEM,,COUNT1II=0*DO,I,1,AEMAX*IF,ESEL(I),EQ,1,THENII=II+1ANE1(II)=I*ENDIF*ENDDO*DO,I,1,ANSEL1*GET,ANEZ1(I),ELEM,ANE1(I),CENT,Z*GET,ANEY1(I),ELEM,ANE1(I),CENT,Y*GET,ANEX1(I),ELEM,ANE1(I),CENT,X *ENDDOMINZ=1E20MINY=1E20MINX=1E20*DO,I,1,ANSEL1*IF,ANEZ1(I),LT,MINZ,THENMINZ=ANEZ1(I)MINY=ANEY1(I)MINX=ANEX1(I)MINE=ANE1(I)*ELSE*IF,ANEZ1(I),EQ,MINZ,THEN*IF,ANEY1(I),LT,MINY,THENMINZ=ANEZ1(I)MINY=ANEY1(I)MINX=ANEX1(I)MINE=ANE1(I)*ELSE*IF,ANEY1(I),EQ,MINY,THEN*IF,ANEX1(I),LT,MINX,THENMINZ=ANEZ1(I)MINY=ANEY1(I)MINX=ANEX1(I)MINE=ANE1(I)*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDDOANEORDER(I1)=MINE*ENDDO!********对2道焊缝区的单元按质心X坐标进行从高到低排序****** MAXE=1esel,none*do,j,1,b*if,ANE2(j),NE,0,thenesel,a,elem,,ANE2(j)*endif*enddo*DIM,ANEX2,ARRAY,b*DIM,ANEY2,ARRAY,b*DIM,ANEZ2,ARRAY,b*DO,J1,1, besel,u,elem,,MAXE*GET,ANSEL2,ELEM,,COUNT1JJ=0*DO,J,1,AEMAX*IF,ESEL(I),EQ,1,THENJJ=JJ+1ANE2(JJ)=J*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,ANSEL2*GET,ANEZ2(J),ELEM,ANE2(J),CENT,Z*GET,ANEY2(J),ELEM,ANE2(J),CENT,Y*GET,ANEX2(J),ELEM,ANE2(J),CENT,X *ENDDOMAXZ=1E20MAXY=1E20MAXX=-1E20*DO,J,1,ANSEL2*IF,ANEZ2(J),LT,MAXZ,THENMAXZ=ANEZ2(J)MAXY=ANEY2(J)MAXX=ANEX2(J)MAXE=ANE2(J)*ELSE*IF,ANEZ2(J),EQ,MAXZ,THEN*IF,ANEY2(J),LT,MAXY,THENMAXZ=ANEZ2(J)MAXY=ANEY2(J)MAXX=ANEX2(J)MAXE=ANE2(J)*ELSE*IF,ANEY2(J),EQ,MAXY,THEN*IF,ANEX2(J),GT,MAXX,THENMAXZ=ANEZ2(J)MAXY=ANEY2(J)MAXX=ANEX2(J)MAXE=ANE2(J)*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDDOANEORDER(J1+a)=MAXE*ENDDO!********对3道焊缝区的单元按质心X坐标进行从低到高排序******MINE=1esel,none*do,k,1,c*if,ANE3(k),NE,0,thenesel,a,elem,,ANE3(k)*endif*enddo*DIM,ANEX3,ARRAY,c*DIM,ANEY3,ARRAY,c*DIM,ANEZ3,ARRAY,c*DO,K1,1, cesel,u,elem,,mine*GET,ANSEL3,ELEM,,COUNT1KK=0*DO,K,1,AEMAX*IF,ESEL(K),EQ,1,THENKK=KK+1ANE3(KK)=K*ENDIF*ENDDO*DO,K,1,ANSEL3*GET,ANEZ3(K),ELEM,ANE3(K),CENT,Z*GET,ANEY3(K),ELEM,ANE3(K),CENT,Y*GET,ANEX3(K),ELEM,ANE3(K),CENT,X *ENDDOMINZ=1E20MINY=1E20MINX=1E20*DO,K,1,ANSEL3*IF,ANEZ3(K),LT,MINZ,THENMINZ=ANEZ3(K)MINY=ANEY3(K)MINX=ANEX3(K)MINE=ANE3(K)*ELSE*IF,ANEZ3(K),EQ,MINZ,THEN*IF,ANEY3(K),LT,MINY,THENMINZ=ANEZ3(K)MINY=ANEY3(K)MINX=ANEX3(K)MINE=ANE3(K)*ELSE*IF,ANEY3(K),EQ,MINY,THEN*IF,ANEX3(K),LT,MINX,THENMINZ=ANEZ3(K)MINY=ANEY3(K)MINX=ANEX3(K)MINE=ANE3(K)*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDDOANEORDER(K1+a+b)=MINE*ENDDO!*******对4道焊缝区的单元按质心X坐标进行从高到低排序******MAXE=1esel,none*do,j,1,d*if,ANE4(j),NE,0,thenesel,a,elem,,ANE4(j)*endif*enddo*DIM,ANEX4,ARRAY,d*DIM,ANEY4,ARRAY,d*DIM,ANEZ4,ARRAY,d*DO,J1,1, desel,u,elem,,MAXE*GET,ANSEL4,ELEM,,COUNT1JJ=0*DO,J,1,AEMAX*IF,ESEL(I),EQ,1,THENJJ=JJ+1ANE2(JJ)=J*ENDIF*ENDDO*DO,J,1,ANSEL4*GET,ANEZ4(J),ELEM,ANE4(J),CENT,Z*GET,ANEY4(J),ELEM,ANE4(J),CENT,Y*GET,ANEX4(J),ELEM,ANE4(J),CENT,X *ENDDOMAXZ=1E20MAXY=1E20MAXX=-1E20*DO,J,1,ANSEL4*IF,ANEZ4(J),LT,MAXZ,THENMAXZ=ANEZ4(J)MAXY=ANEY4(J)MAXX=ANEX4(J)MAXE=ANE4(J)*ELSE*IF,ANEZ4(J),EQ,MAXZ,THEN*IF,ANEY4(J),LT,MAXY,THENMAXZ=ANEZ4(J)MAXY=ANEY4(J)MAXX=ANEX4(J)MAXE=ANE4(J)*ELSE*IF,ANEY4(J),EQ,MAXY,THEN*IF,ANEX4(J),GT,MAXX,THENMAXZ=ANEZ4(J)MAXY=ANEY4(J)MAXX=ANEX4(J)MAXE=ANE4(J)*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDDOANEORDER(J1+a+b+c)=MAXE*ENDDO!********对5道焊缝区的单元按质心X坐标进行从低到高排序*****esel,none*do,i,1,e*if,ANE5(i),NE,0,thenesel,a,elem,,ANE5(i)*endif*enddoMINE=1*DIM,ANEX5,ARRAY,e*DIM,ANEY5,ARRAY,e*DIM,ANEZ5,ARRAY,e*DO,I1,1, eesel,u,elem,,mine*GET,ANSEL5,ELEM,,COUNT1II=0*DO,I,1,AEMAX*IF,ESEL(I),EQ,1,THENII=II+1ANE5(II)=I*ENDIF*ENDDO*DO,I,1,ANSEL5*GET,ANEZ5(I),ELEM,ANE5(I),CENT,Z*GET,ANEY5(I),ELEM,ANE5(I),CENT,Y*GET,ANEX5(I),ELEM,ANE5(I),CENT,X *ENDDOMINZ=1E20MINY=1E20MINX=1E20*DO,I,1,ANSEL1*IF,ANEZ5(I),LT,MINZ,THENMINZ=ANEZ5(I)MINY=ANEY5(I)MINX=ANEX5(I)MINE=ANE5(I)*ELSE*IF,ANEZ5(I),EQ,MINZ,THEN*IF,ANEY5(I),LT,MINY,THENMINZ=ANEZ5(I)MINY=ANEY5(I)MINX=ANEX5(I)MINE=ANE5(I)*ELSE*IF,ANEY5(I),EQ,MINY,THEN*IF,ANEX5(I),LT,MINX,THENMINZ=ANEZ5(I)MINY=ANEY5(I)MINX=ANEX5(I)MINE=ANE5(I)*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDIF*ENDDOANEORDER(I1+a+b+c+d)=MINE *ENDDO!成形件轨迹单元质心排序FINISH!*********************体热源加载求解************/SOLANTYPE,4 !瞬态分析TRNOPT,FULL !指定瞬态分析选项eqslv !指定求解器solcontrol,on !求解控制(用优化求解器)ESEL,ALLEPLOT/AUTO,1/REPLOTallsel,alloutres,all,allTOFFST,273tunif,24kbc,1timint,onnsub1=2nsub2=20asel,s,loc,z,Block_z !加对流条件asel,a,loc,x,0asel,a,loc,x,Block_xasel,a,loc,y,0asel,a,loc,y,Block_ynslasf,all,conv,-1,24allseldt=3e-2 ! 定义每次成形所需要的时间tim=0!生死单元控制!*DO,I1,1,AEMAX! ESEL,S,,,ANEORDER(I1)! EKILL,ALL! ESEL,S,LIVE! EPLOT!*enddoj=aemax !j小于AEmax *DO,I1,1,jnsubst,,,,1esel,s,,,ANEORDER(I1)! EALIVE,ANEORDER(I1-1)! ESEL,S,LIVEEPLOT! *ENDIFesel,allEPLOT!***************体载荷加载*********tim=tim+dttime,tim!bfe,ANEORDER(I1),hgen,1,3.91e12bfe,ANEORDER(I1),hgen,1,4.63e12*0.7!0.6 T_end=300!************************************* SOLVEbfedele,ANEORDER(I1),hgen*ENDDO/soluANTYPE,,restbfedele,all,hgentime,4 !step101开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,5 !step102开始完全冷却NSUBST,15,30,5solve savetime,6 !step103开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,7 !step104开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,8 !step105开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,9 !step106开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,10 !step107开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,30 !step108开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesavetime,300 !step109开始完全冷却NSUBST,15,30,5solvesave!************生成节点温度分布云图动画文件的程序段**************/VIEW,1,1,2,3/ANG,1/REP,FAST/post1/seg,dele!/cont,1,15,0,3500/16,3500/dscale,1,1.0avprin,0,0avres,1/seg,multi,temp1,0.1esel,all*do,i,1,37set,(i-1)*3+1plnsol,temp*enddo/seg,off,temp37,1/anfile,save,temp37,avi/image,save,temp37,jpeganim,1,1,1finish!***********************************进入后处理**************/post26 ! 进入时间历程后处理器nsol,2,138,temp,,temp138 ! 取出(3.9,0.9,0.3)的温度值并赋给变量2号nsol,3,163,temp,,temp163 ! 取出(3.9,2.4,0.3)的温度值并赋给变量3号nsol,4,249,temp,,temp249 ! 取出(6.6,1.2,0.3)的温度值并赋给变量3号nsol,5,154,temp,,temp154 ! 取出(6.6,2.4,0.3)的温度值并赋给变量3号!nsol,4,149,temp,,temp149 ! 取出(6.9,1.2,0.3)的温度值并赋给变量3号!nsol,5,148,temp,,temp148 ! 取出(6.9,2.4,0.3)的温度值并赋给变量3号/gropt,axnsc,1.5, ! 缩放图标字体的大小plvar,2,3 ! 图形显示变量2,3号!prvar,2,3/image,save,temp23,jpeg ! 抓图plvar,4,5 ! 图形显示变量2,3号!prvar,4,5/image,save,temp45,jpeg ! 抓图plvar,2,4 ! 图形显示变量2,3号!prvar,2,4/image,save,temp24,jpeg ! 抓图finish。
基于ANSYS模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响

基于ANSYS模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响焊接是一种常见的金属连接技术,但是在焊接过程中会产生残余应力,这种应力可能会导致构件变形、裂纹和失效,因此研究焊接残余应力对结构性能的影响是非常重要的。
在本文中,我们将使用ANSYS软件模拟Q235钢板焊接过程中的残余应力,并分析不同参数对残余应力的影响,以了解如何减少残余应力并提高结构的性能。
首先,我们将对Q235钢板进行建模,并设置焊接工艺参数,如焊接电流、焊接速度和焊接温度。
接下来,我们将利用ANSYS的焊接模块对焊接过程进行模拟,并得到焊接残余应力的分布。
然后,我们将分析不同参数对残余应力的影响,以找出最佳的焊接参数。
研究结果表明,在焊接电流较高或焊接速度较快时,残余应力会增加。
这是因为高电流和快速焊接会导致焊缝区域温度升高,从而增加热应力和冷却速度,进而影响焊接残余应力的大小。
相反,适当降低焊接电流和焊接速度可以减少残余应力,并提高焊接接头的质量。
另外,焊接温度对残余应力也有很大影响。
当焊接温度较高时,焊接残余应力也会增加。
因此,控制焊接温度是减少残余应力的关键之一除了焊接工艺参数外,焊接材料的选择也会对残余应力产生影响。
不合适的焊接材料可能会导致不匹配的热膨胀系数,从而增加焊接残余应力。
因此,在焊接过程中选择合适的焊接材料是非常重要的。
综上所述,通过模拟不同参数对Q235钢板焊接残余应力的影响,我们可以优化焊接工艺参数,选择合适的焊接材料,以减少残余应力并提高焊接接头的质量。
这对于提高结构的稳定性和可靠性具有重要意义,同时也为实际工程应用提供了参考依据。
基于ANSYS Workbench的焊缝强度计算分析及实验研究

基于ANSYS Workbench的焊缝强度计算分析及实验研究杨天玲;陈义东
【期刊名称】《机电技术》
【年(卷),期】2022()1
【摘要】文章建立了两种桁架端部焊接结构的仿真模拟模型,利用Workbench的接触处理方法,设置合理的接触类型,将两种模型的仿真模拟值与试验值进行对比,两者吻合度较高。
研究结果表明:两种建模方式均具有可行性,该模拟计算方法契合实际焊接结构,可靠性较高,可为下一步对此类结构进行优化奠定基础,也为焊缝的计算提供了一种可行的模拟方法。
【总页数】3页(P2-4)
【作者】杨天玲;陈义东
【作者单位】浙江机电职业技术学院智能制造学院;中国联合工程有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG407
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《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展,焊接技术已经成为一种关键的加工手段,被广泛应用于机械、船舶、航空和汽车等领域。
焊接过程中的温度场和应力分布直接影响焊接质量和性能。
因此,通过数值模拟研究焊接过程中的温度场和应力分布具有重要意义。
本文利用ANSYS软件对焊接过程进行数值模拟,分析温度场和应力的变化规律,为优化焊接工艺和提高焊接质量提供理论依据。
二、ANSYS在焊接模拟中的应用ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,具有强大的热-结构耦合分析能力。
在焊接模拟中,ANSYS可以通过建立三维模型、设定材料属性、加载边界条件等方式,对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟。
通过ANSYS软件,我们可以更加直观地了解焊接过程中的温度分布和应力变化,为优化焊接工艺提供理论支持。
三、焊接温度场的数值模拟研究(一)模型建立与材料属性设定在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型,设定材料属性,包括热导率、比热容、热膨胀系数等。
根据实际焊接工艺,设定加热速度、焊接速度、电流等工艺参数。
(二)温度场模拟与结果分析在设定的边界条件下,模拟焊接过程中的温度场变化。
通过分析温度场的分布规律,可以得出焊接过程中各部位的加热速度、峰值温度等信息。
结合实际工艺参数,可以优化焊接工艺,提高焊接质量和效率。
四、焊接应力的数值模拟研究(一)模型建立与材料属性设定与温度场模拟类似,在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型,并设定材料属性。
考虑到焊接过程中的热-结构耦合效应,需要设定材料的热弹塑性本构关系。
(二)应力模拟与结果分析在模拟过程中,考虑热-结构耦合效应,分析焊接过程中的应力分布和变化规律。
通过分析应力场的分布、大小和变化趋势,可以得出焊接过程中各部位的应力状态和变形情况。
结合实际工艺参数和应力分布规律,可以优化焊接工艺,减少焊接过程中的残余应力和变形。
五、结论本文利用ANSYS软件对焊接过程中的温度场和应力进行了数值模拟研究。
基于ANSYS软件的异种高强钢焊接接头温度场和应力场的模拟

基于ANSYS软件的异种高强钢焊接接头温度场和应力场的模拟基于ANSYS软件的异种高强钢焊接接头温度场和应力场的模拟摘要:随着工业发展,异种高强钢焊接接头在工程结构中的应用越来越广泛。
为了研究焊接过程中接头的温度场和应力场分布情况,本文利用ANSYS软件进行模拟分析。
通过建立三维焊接模型,对不同焊接条件下的接头温度和应力进行了模拟计算,结果表明,在不同的焊接过程参数下,接头的温度分布和应力分布均有所差异。
该研究有助于优化焊接参数和改善接头的焊接质量。
1. 引言异种高强钢焊接接头由于其高强度和耐腐蚀性,在汽车、船舶等工程结构中得到了广泛的应用。
焊接过程中温度和应力的分布情况对接头的性能和寿命具有重要影响。
因此,对焊接过程中接头的温度场和应力场进行模拟分析,对于优化焊接参数和改善接头的焊接质量具有重要意义。
2. 方法本研究利用ANSYS软件进行异种高强钢焊接接头的温度场和应力场的模拟。
首先,根据焊接接头的几何形状和尺寸,建立三维的焊接模型。
然后,根据焊接过程的工艺参数和材料特性,设置相应的边界条件和材料模型。
最后,利用ANSYS软件对不同焊接条件下的接头温度和应力进行模拟计算。
3. 结果与分析通过模拟计算,得到了不同焊接条件下接头的温度分布和应力分布。
在不同的焊接过程参数下,接头的温度分布和应力分布均有所差异。
例如,在焊接电流增大的情况下,接头的温度分布更加均匀,而在焊接速度增大的情况下,接头的应力分布更加均匀。
此外,焊接过程中的冷却速率也会对接头的温度和应力产生影响。
4. 讨论与展望本研究对异种高强钢焊接接头的温度场和应力场进行了模拟分析,得到了接头在不同焊接参数下的温度和应力分布。
然而,由于模拟分析的复杂性和计算资源的限制,本研究仅考虑了一些典型的焊接参数和条件。
进一步的研究可以探讨更多的焊接参数和条件对接头性能的影响,以及其他因素对接头性能的影响,如焊接速度、热输入等等。
5. 结论本研究利用ANSYS软件对异种高强钢焊接接头的温度场和应力场进行了模拟分析。
《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着科技的发展,焊接技术作为制造行业中的关键工艺之一,其质量和效率直接关系到产品的性能和寿命。
因此,对焊接过程中的温度场和应力分布进行精确的数值模拟显得尤为重要。
ANSYS作为一种功能强大的工程仿真软件,被广泛应用于焊接过程的数值模拟。
本文将基于ANSYS,对焊接温度场和应力进行数值模拟研究,以期为实际生产提供理论依据。
二、焊接温度场的数值模拟1. 模型建立在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型,包括焊件、焊缝、热源等部分。
其中,焊件采用实体单元进行建模,焊缝则通过线单元进行描述。
热源模型的选择对于模拟结果的准确性至关重要,应根据具体的焊接工艺选择合适的热源模型。
2. 材料属性及边界条件根据实际材料,设定焊件和焊缝的热导率、比热容、热扩散率等物理参数。
同时,设定初始温度、环境温度等边界条件。
3. 数值模拟过程根据焊接过程的实际情况,设定加载步和时间步长,模拟焊接过程中的温度变化。
通过ANSYS的热分析模块,得到焊接过程中的温度场分布。
三、焊接应力的数值模拟1. 耦合分析焊接过程中,温度场的变化会导致应力的产生。
因此,在ANSYS中,需要将在热分析中得到的温度场结果作为应力分析的输入条件,进行热-结构耦合分析。
2. 本构关系与材料模型根据材料的本构关系和力学性能,设定材料的弹性模量、泊松比、热膨胀系数等参数。
同时,选择合适的材料模型,如各向同性模型或各向异性模型。
3. 应力分析通过ANSYS的结构分析模块,结合耦合后的温度场结果,进行应力分析。
得到焊接过程中的应力分布和变化情况。
四、结果与讨论1. 温度场结果分析通过ANSYS的后处理功能,可以得到焊接过程中的温度场分布图。
分析温度场的分布情况,可以了解焊接过程中的热传导和热扩散情况,为优化焊接工艺提供依据。
2. 应力结果分析同样,通过后处理功能可以得到焊接过程中的应力分布图。
分析应力的分布和变化情况,可以了解焊接过程中产生的残余应力和变形情况。
基于ANSYS的某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中的分析(生死单元应用案例)

基于ANSYS的某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中的分析(生死单元应用案例)焊接几何模型如下图所示,左右两侧90度扇区为焊接材料,其余为钢板材料。
其他更多已知条件请参考命令流,这里不再赘述。
网格单元本实例中顺序焊接分为如下步骤:第一步0-1秒:右侧焊接稳态分析(杀死左焊缝,施加右焊缝温度和焊接件参考温度)第二步1-100秒:相变分析(删除温度载荷,施加对流热传导)第三步100-1000秒:右侧焊缝凝固分析第四步1000-1001秒:激活左侧焊缝单元进行稳态分析(施加左焊缝温度)第五步1001-1100秒:左焊缝相变分析第六步1100-2000秒:左侧焊缝凝固分析第七步:结果后处理ANSYS命令流:FINISH/FILNAME,Exercise ! 定义隐式热分析文件名/PREP7 ! 进入前处理器ET,1,SOLID70 ! 选择8节点实体热分析单元MP,KXX,1,.5e-3MP,C,1,.2MP,DENS,1,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定义右焊缝材料热物理性能MP,KXX,2,.5e-3MP,C,2,.2MP,DENS,2,.2833MP,KXX,3,0.5e-3 ! 定义两块钢板的热物理性能MP,DENS,3,.2833MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定义左焊缝材料热物理性能BLOCK,-0.17,0.17,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.17,0.34,0,0.34,0,1.2BLOCK,0.34,1,0,0.34,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.34,0.51,0,1.2BLOCK,-0.17,0.17,0.51,1.34,0,1.2WPAVE,0.17,0.34,0CYLIND,0.17,0,0,1.2,0,90WPAVE,0,0,0CSYS,0FLST,3,3,6,ORDE,3FITEM,3,2FITEM,3,-3FITEM,3,6VSYMM,X,P51X, , , ,0,0 ! 建立焊接件的几何模型VGLUE,ALL ! 粘接各体VSEL,S,,,10VATT,1,1,1 ! 附于右焊缝的材料属性VSEL,S,,,1VSEL,A,,,12,17,1VATT,2,1,1 ! 附于两块钢板的材料属性VSEL,S,,,11VATT,3,1,1 ! 附于左焊缝的材料属性ALLSEL,ALLESIZE,0.05 ! 定义单元划分尺寸VSWEEP,ALL ! 划分单元ESEL,S,MAT,,3TOFFST,460 ! 定义温度偏移量!第一步:稳态分析EKILL,ALL ! 杀死左焊缝单元ALLSEL,ALL/SOLUANTYPE,TRANS ! 定义瞬态分析类型TIMINT,OFF ! 关闭时间积分ESEL,S,MAT,,1NSLE ! 选择右焊缝节点D,ALL,TEMP,3000 ! 施加右焊缝初始温度载荷NSEL,INVE ! 选择其它节点D,ALL,TEMP,70 ! 施加初始温度载荷TIME,1 ! 定义求解时间KBC,0 ! 设置为斜坡载荷SOLVE ! 求解!第二步:右侧焊缝相变分析(1到100秒)DDELE,ALL,TEMP ! 删除温度载荷TIMINT,ON ! 打开时间积分TINTP,,,,1 ! 定义瞬态积分参数TIME,100 ! 定义求解时间DELTIME,1,.5,10 ! 定义时间子步AUTOTS,ON ! 打开自动时间开关KBC,1 ! 设置为阶越载荷OUTRES,ERASEOUTRES,ALL,ALL ! 设置结果输出ASEL,S,EXTASEL,U,LOC,Y,0SFA,ALL,,CONV,5E-5,70 ! 施加对流换热载荷ALLSEL,ALLSOLVE ! 求解!第三步:右侧焊缝凝固分析(100到1000秒)TIME,1000 ! 定义求解时间DELTIME,50,10,100 ! 定义时间子步AUTOTS,ON ! 打开自动时间开关SOLVE ! 求解!第四步:激活左侧焊缝单元进行分析(1000到1001秒) EALIVE,ALL ! 激活左侧焊缝单元ALLSEL,allESEL,S,MAT,,3NSLE ! 选择左焊缝节点D,ALL,TEMP,3000 ! 施加左焊缝初始温度载荷TIME,1001 ! 定义求解时间DELTIME,1,1,1 ! 定义时间子步ALLSEL,ALLSOLVE ! 求解!第五步:左侧焊缝相变分析(1001到1100秒) DDELE,ALL,TEMP ! 删除温度载荷TIME,1100 ! 定义求解时间DELTIME,1,.5,10 ! 定义时间子步SOLVE ! 求解!第六步:左侧焊缝凝固分析(1100到2000秒) TIME,2000 ! 定义求解时间DELTIME,100,10,200 ! 定义时间子步SOLVE ! 求解!第七步:后处理/POST1 ! 进入通用后处理器SET,,,,,1, , ! 读取1秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,100, , ! 读取100秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示100秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1000, , ! 读取1000秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1000秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1001, , ! 读取1001秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1001秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,1100, , ! 读取1100秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示1100秒钟后焊接件的温度分布SET,,,,,2000, , ! 读取2000秒中分析结果PLNSOL, TEMP,, 0 ! 显示2000秒钟后焊接件的温度分布/POST26 ! 进入时间历程后处理器NSOL,2,4727,TEMP,, TEMP_2STORE,MERGENSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3STORE,MERGENSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4STORE,MERGENSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5STORE,MERGENSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6STORE,MERGENSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7STORE,MERGENSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8STORE,MERGENSOL,9,5308,TEMP,, TEMP_9STORE,MERGE ! 定义焊接件某些位置8个节点的时间温度变量/AXLAB,X,TIME/AXLAB,Y,TEMPERATURE ! 更改坐标轴标识/XRANGE,0,2000 ! 设定横坐标轴范围PLVAR,2,3,4,5,6,7,8,9, ! 绘制8节点温度随时间的变化曲线温度结果显示1秒时:100秒时:1000秒时:1001秒时:1100秒时:2000秒时:关键点温度变化曲线关键点位置分布:关键点与曲线对应情况:NSOL,2,4727,TEMP,,TEMP_2NSOL,3,4752,TEMP,,TEMP_3NSOL,4,4808,TEMP,,TEMP_4NSOL,5,4833,TEMP,,TEMP_5NSOL,6,4883,TEMP,,TEMP_6NSOL,7,4908,TEMP,,TEMP_7NSOL,8,5088,TEMP,,TEMP_8NSOL,9,5308,TEMP,,TEMP_9关键点温度变化曲线:从该图中可以明显看到:离焊接热影响区域距离较远的关键点温升较小,距离较近的关键点温升较大。
基于ANSYS的三面围焊直角焊缝应力分析及焊缝长度比例优化

控制箱相连。
其他与外部连接的管路均通过拖链来约束,在行走的过程中随着拖链一起运动,如图2所示。
3.2存在的优点该方案避免了铜排连接及较长空冷电缆连接方式,可以将所有的管路约束在拖链内并随拖链行走,从而消除了空冷电缆摩擦、刮蹭的现象。
同时由于管路连接方式合理,整体上也非常简洁美观。
4结语该技术已经成功应用到3条五菱之光汽车生产线,经过一段时间的生产验证,解决了空冷电缆摩擦、刮蹭导致的停线问题,获得了良好的焊接质量。
综上所述,将拖链的运动特性与75k VA 变压器体积特性结合,利用柔性电缆连接到焊机控制箱,巧妙地避免了较长空冷电缆摆动连接方式,解决了伺服自动焊因空冷电缆摩擦频繁发生故障的问题。
因此,该机构可以广泛用于汽车伺服自动焊。
图2改进后伺服自动焊示意图75kVA 变压器拖链滑轨丝杠焊钳焊机/焊钳底座伺服电机基于ANSYS 的三面围焊直角焊缝应力分析及焊缝长度比例优化王新峰,唐琰,刘军(中国酒泉卫星发射中心,甘肃酒泉732750)摘要:为分析航天发射场某钢结构中三面围焊直角焊缝开裂原因,应用ANSYS 软件对承受单向载荷作用的三面围焊钢结构进行了有限元分析建模,其中正面焊缝和侧面焊缝长度分别为140,50mm ,焊缝焊脚尺寸为6mm 。
通过有限元计算,得到了钢结构整体的应力分布,探讨了正面焊缝和侧面焊缝不同部位的应力大小及其变化规律;并研究了焊缝总长度一定时钢结构薄弱部位的应力随正面焊缝与侧面焊缝长度比例的变化情况,给出了正面焊缝与侧面焊缝的最优长度比例为2.25,分析结果可为三面围焊直角焊缝的钢结构设计提供参考。
关键词:A NSYS ;三面围焊焊缝;应力;长度比例;优化中图分类号:TU392.4;TG407文献标志码:B文章编号:1002-025X (2015)01-0069-05收稿日期:2014-04-10焊缝连接是现代钢结构中一类重要的连接方法,两工件采用搭接焊接中的三面围焊方式应用广泛。
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参 考ห้องสมุดไป่ตู้文 献
[ ] 姜 奎华 . 压工 艺 与模 具 设 计 [ . 械 工业 出版社 ,0 7 1 冲 M]机 20.
[ ] 谢 红 . G Ⅱ计 算 机 软 件 在 冲 压 模 具 设 计 中 的 应 用 [] 2 u 一 J.
机 械 设 计 与 制造 .0 0 4 . 20 ( )
有 点 焊 、 焊 、 焊 、 焊 4种 形 式 , 用 最 多 的 是 缝 缝 凸 对 采 焊 , 被 焊 板 件 边 缘 的 物 料 重 叠 区 域 施 加 大 电 流 , 用 对 利
钢 桶是 现代 工业 生产 中一种 广泛 应用 的包装 运输 容 器 ,生 产 钢 桶 的 原 材 料 是 最 为 常 见 的 钢 材 , 资 源 丰 富 。 本 低 , 然 化 学 性 能 较 差 , 在 镀 层 和 涂 料 的 配 成 虽 但 合 下 ,能 够 有 效 地 提 高 钢 桶 对 内 装 商 品 的 综 合 防 护 性 能 。制 造 钢 桶 已 形 成 了 流 水 线 生 产 , 现 了 高 度 的 自 动 实 化 : 接 、 磷 、 涂 等 主 要 工 艺 也 日趋 完 善 , 钢 桶 更 焊 除 喷 使 为 轻 量 化 、 靠 和 环 保 。通 过 调 查 发 现 , 钢 桶 桶 身 焊 可 在 缝 处 理 工 艺 上 . 国 内 生 产 商 受 限 于 缺 乏 标 准 和 成 本 的 再 投 入 , 导 致 钢 桶 成 品 在 防 护 性 能 上 与 国外 水 平 仍 有 差 距 [ 本文 利用 仿真 技术 对常见 的 20 。 0 L工 业 用 钢 桶 桶 身 焊缝 处理 进行 研究 , 现 有效 的焊 缝处 理 工艺 , 实 对 钢桶生 产设 备 的制造 有实 际借 鉴意 义 。
电 阻 热 效 应 短 时 间 内将 金 属 加 热 到 熔 化 或 塑 性 状 态 使 之 结 合 : 一 种 焊 料 焊 , 结 合 处 添 加 与母 材 性 质 相 近 另 在 的焊料 , 热熔 化后 连 接板 件两 端 。通 过实验 比较 , 加 电
阻 缝 焊 情 况 下 , 材 厚 度 6 . 母 =12 mm 冷 轧 板 钢 桶 焊 缝 平
基 于 A Y 的 钢 桶 焊 缝 处 理 分 析 N S S
口 陆 楠 口 李居峰 口 卢鲜亮
上海 207 002 上 海 大 学 机 电工 程 与 自动 化 学 院
摘
要 : 桶 是 工 业 生产 运 输 中广 泛 应 用的 包装 容 器 , 着钢 桶 的 薄 壁 化 , 钢 桶 自身的 可 靠性 和 再 利 用 性 的 要 求 钢 随 对
也 更 高。 阻焊 形 成 的钢 桶 桶 身焊 缝 较母 材 的 力 学性 能 有 所 下 降 , 电 因此 焊 缝 强 化 处理 得 到 了越 来 越 多厂 家 的 重视 。 过 对 通
接 触 问题 的 分析 .在 A S S环 境 下 优 化 焊 缝 对 压模 具 ,并 根 据 实际 工 况校 核 了 液压 系统 的 工作 压 强和 油缸 活塞 截 面尺 NY
度 考 虑 , 阻 焊 的 优 势 还 是 很 大 的 , 阻 焊 产 生 的 焊 缝 电 电
1 钢 桶 桶 身 焊 缝 概 况
收 稿 1期 :0 1 9月 3 21年
厚 度 也 较 小 , 于 处 理 。由 于 电 阻 缝 焊 在 熔 合 处 会 形 成 便
式 中 : 为 凸模 周 边 长度 , mm ; 为 材 料 厚 度 , t mm ;b为 6
均 厚 度 在 19 mm 左 右 , 材 厚 度 6 0 8 m 的 冷 轧 板 钢 . 母 = .r a
桶 焊 缝 平 均 厚 度 在 15 mm 左 右 ; 添 加 焊 料 情 况 下 , . 两
种 规 格 的 钢 桶 焊 缝 厚 度 各 自 比 电 阻 焊 焊 缝 厚 度 多 出 04 mm 左 右 。 抽 样 数 据 如 表 1所 示 。 . 由 此 可 见 ,虽 然 采 用 焊 料 的 焊 接 方 式 较 母 材 有 更 高 的 力 学 属 性 , 但 出 于 节 省 材 料 成 本 与 环 保 生 产 的 角
寸 。 仿 真 结 果 对钢 桶 生产 设 备 的 制 造有 较 好 的借 鉴 意 义 , 效 提 高钢 桶 综合 防护 性 能 和 美观 性 。 有
关键词 : ANS YS 钢 桶 焊缝 接触 问题
中图 分 类 号 :H 2 :G 6 T 12T 7
文 献 标 识 码 : A
文 章 编 号 :0 0 4 9 ( 1)3 0 5 一 3 10 — 9 82 20 — 0 7 o 0 目前 钢 桶 桶 身 焊 接 方 式 主 要 有 两 种 , 是 电 阻 焊 , 一
式 中 : 为压边 圈面积 , A mm。 P 为 单 位 压 边 力 , N。 ; k 0 A 材 料 P 为 25 3 由 于 S C 材 料 与 0 A 性 能 8 .~ , P C 8 相 同 , 选 用 3 利 用 UG 软 件 的 面 属 性 , 量 可 得 面 故 。 测 积 为 3 7 4 0 mm。 则 凡 = x 9 3 =1 9 9 0 N , 压 9 3 , 3 3 74 0 0 2 冲 力 = 凡 = 6 4 +1 1 2 2 0 4 6 3 0 N= 6 . + 3 6 4 6 0 9 9 = 2 2 4 2 32
建立 完整 合理 的 冲压工 艺方案 。 压 工艺方 案 的优劣 , 冲 决 定 了 冲 压 件 制 造 技 术 的 合 理 性 、冲 压 件 的 质 量 和 产 品成 本 , 合 理 的 冲 压 方 案 造 成 的 损 失 是 不 可 估 量 的 。 不 经工 厂 实际应 用 , 得 了较 大的经 济效 益和社 会效 益 。 取
材 料 抗 拉 强 度 , a; 为 系 数 , 为 18 22 选 2。 MP K 钢 .~ .5, 以 上 数 据 代 入 式 ( ) : = 7 x .x 5 x = 2 1 得 3 2 2 16 3 0 2 3 6 3 0 N。 任 意 形 状 压 边 力 为 : 3
Fy AP = ( 2)