SYSWELD教材-02-焊接网格划分

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6.1
Visual –mesh界面见下图
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
●网格生成
a)生成2D mesh 用于生成3D网格
b)拉伸3D mesh 用于定义材料赋值及焊接计算
c)提取2D mesh表面网格用于定义表面和空气热交换
d)生成1D 焊接线，参考线用于描述热源轨迹
●添加网格组
a)开始点，结束点，开始单元用于描述热源轨迹
b)装夹点用于定义焊接过程中的装夹条件
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。

按上述方法生成节点
(0,0,0)，(47,0,0)，(50,0,0)，(53,0,0)，
(100,0,0)，(0,0,3)，(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XZ方向显示，
点击或者按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)命令生成面，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。

再单击鼠标中键，生成面。

通过工具栏上的工具按钮改变显示方式，我们可以看到生成的几何面
用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)命令生成扇形面，
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窗口后，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，
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。

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，
左键框选主窗口中的所有网格，单击鼠标中键，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）
单击两次鼠标中键。

生成3D网格如下，关闭掉所有小窗口。

通过工具栏上的改变显示方式查看。

检查冗余节点，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，图中显示如下，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。

c)提取2D mesh表面网格
使用2D菜单里面Extract from 3D Mesh选项，
生成表面2维网格。

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。

d)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，
然后单击另一端对应位置的节点，单击鼠标中键生成曲线。

然后再生成另外一条曲线位置如下图，单击鼠标中键生成曲线。

在左边的浏览窗口中点击前面实心圆点，最后只保留PART6，其他都隐藏掉，如下图所示。

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
按上面操作生成另外一条，放在PART8里面
先把所有part都显示出来，然后检查冗余节点，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，
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。

Collector改名，右键单击，选择Edit，改名为SE
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->export->*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。