1、采用 Abaqus 软件进行焊接模拟分析 步骤： 1 建 立有限 元模 型，定义 材料 参数， 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 ， elasti
2、city ，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 ： 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
3、焊接时间， 怎么算？ 你逗我玩儿的吧， 翻出小学课本， 我只能帮你到这儿了。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
4、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 DFLUX 热 边界 条件- 俗 称移动 热源。 这也 是本 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。 （6 ）这一 步完成 后， 后面再来 一个冷 却过程 ，
5、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。 （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 应力分 析设 置： 不 多说 ：上猛 料 热 应力 分析应 建立 在 传热 模拟 分析同 一个 part 和 assembly 之 上， 但是 要新 建一个模型。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 步 的设 定上。 （1 ）新建 静态结构 分析 步，设 定分
6、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 predefined FILED 中将前 一步 传热分 析结 果导 入热应 力分 析，对 ，就是 这 一步， 关键的 一步， 重 要程 度不亚 于 DFLUX ， 一 定不 能忘了。 里面怎 么设 定的 我 的建 议，begain 填 1 后面也 填 1 ，这 是 step1 ，step1 时 间足够 长得 话，
7、 可以 全部 囊括 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 mass diffusion analysis; 可以用于传热分析或者质量扩散分析
8、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 distributed flux definition; and uses the nod
9、es as flux integration points for first-order heat transfer, first-order coupled temperature-displacement, and mass diffusion elements. User subroutine interface SUBROUTINE DFLUX(FLUX,SOL,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,COORDS, 1 JLTYP,TEMP,PRESS,SNAME) C INCLUDE ABA_PARAM.INC C DIMENSION FLUX(2), TIME(2),
10、 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 定义 参数 PI=3.1415926 V=0.005 d1=V*TIME(1) f1=0.8 f2=1.2 C 热源 参数I 电流，U 电压 ，miu 效率 q=U*I*miu C 定 义前 后椭球 尺寸 C 前 四分 之一 a1=0.001 b1=
11、0.002 c1=0.003 C 后 四分 之一 a11=0.001 b11=0.002 c11=0.003 C 获 取系 统坐标 x= COORDS(1) y= COORDS(2) z= COORDS(3) C 定义 起 始焊接 初始坐 标 x1=0.00 y1=0.00 y2=0.00 C 定义 热 源为体 热源 JLTYP =1 C 这 里可以 进行 坐标转 化, 坐标转 换用 处可大 了， 可以调 整焊 接角度 的。 如下 例 为绕 Z 轴 旋转45的 变换 操作 。 xx=(x-x1)*cos(PI/4)-(y-y1)*sin(PI/4) yy=(y-y1)*cos(PI/4)+(x
12、-x1)*sin(PI/4) zz=COORDS(3) C 热 流分布 定义 （双椭 球热 源参数 ， 包括形状 参数 和热流 参数 ， 其中 （zz-d1 ） 这 一项 使得热源 能 够向前 移动 。 ） shape1= 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 加 载步及 热流 加载范 围控制(加 载步 自己来 定义， 充分 发挥想 象， 搞点 DO 循 环 或者 if 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
