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131焊接部分（使用软件版本，，，）一、软件安装说明软件包括，，，，其中，统一叫做，安装基本相同，点击，所有选项默认，点击按钮，直到安装完成，点击。所有安装完毕后，重启计算机，在桌面上出现文件夹，所有软件的快捷方式都在此文件夹内。二、基本流程中小件焊接过程模拟分析的步骤是网格划分()热源校核(软件中的)焊接向导(软件中的)求解()后处理观察结果()网格网格划分是有限元必需的步骤。的网格划分工具采用。版本使用的是–界面见下图对于形状简单的零件，可以在里面直接建立模型，进行网格划分，对于复杂的图形，需要先在画图软件中画出零件的维几何图形，然后导入软件进行网格划分。的菜单命令中的，，，是用来创建几何体的命令，接下来的是用来创建维，维，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：建立节点生成面网格生成a)生成用于生成网格b)拉伸用于定义材料赋值及焊接计算c)提取表面网格用于定义表面和空气热交换d)生成焊接线，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231b)装夹点用于定义焊接过程中的装夹条件下面以型焊缝网格划分为例，说明的具体用法，常用快捷键说明：按住移动鼠标或者按住鼠标中键，旋转目标。按住移动鼠标，平移目标。按住移动鼠标，即为缩放。按键()，全屏显示。选中目标，按键()，隐藏目标。选中目标，按键()，隐藏其他只显示所选并全屏显示。，选中显示的全部内容。鼠标可以框选或者点选目标，按住键为反选。在任务进行中，鼠标中键一般为下一步或者确认。1.建立节点使用菜单下的，…命令，弹出窗口，在后面输入坐标，点击两次后，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()，()，()，()，()，()，()，()，()，()，()，()，()，()点击工具栏上方向显示，点击或者按键全屏观察，如右图所示(共个节点)2.生成面使用菜单里面的()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里面的命令生成焊缝处轮廓曲线，在弹出窗口中，选择，生成方式选择，会自动弹出窗口。选择(整体坐标系)，(轴)，旋转中心输入，点击。331返回窗口，半径输入，角度度，这时界面上会出现如下图的弧的预览，点击按钮，弹出窗口中点击，点击，关闭掉所有小窗口。使用菜单里面的()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窗口中的改变为，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。关闭窗口。3.网格生成a)生成使用菜单下的生成维网格。在弹出窗口后，鼠标左键框选刚生成的所有的面，单击鼠标中键，在里面输入（即网格节点的长度为），回车，看到显示窗口中如下图，431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，在窗口中选择选项卡，在里面上选择方式生成网格，单击鼠标中键生成网格预览如图，531在选项卡下内容输入一个还没占用的号，例如，单击鼠标中键生成维网格。关闭窗口。一下网格b)拉伸使用菜单里面的（）选项生成维网格在弹出窗口中选择选项，然后选择拉伸轴为轴，拉伸长度，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.：输入（表示在拉伸方向生成个网格）631单击两次鼠标中键。生成网格如下，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，使用菜单里面的命令检查节点。731在弹出窗口中选择点击选项，图中显示如下，有十字星号的位置为节点重复，单击选项，单击，即可以把重复的节点删除掉。c)提取表面网格使用菜单里面选项，生成表面维网格。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。生成维网格，放在里面。d)生成焊接线，参考线使用命令生成曲线，单击图中大致焊缝中心处节点，831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。931在左边的浏览窗口中点击前面实心圆点，最后只保留，其他都隐藏掉，如下图所示。1031使用菜单中的命令生成维网格，在弹出窗口中后输入，即在长度方向上生成个维网格，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，生成维网格自动存放在里面按上面操作生成另外一条，放在里面1131先把所有都显示出来，然后检查冗余节点，使用菜单里面的命令检查节点。在弹出窗口中选择点击选项，有十字星号的位置为节点重复，单击选项，单击，即可以把重复的节点删除掉。重命名各，在任意一上右键，选择选项，实体组改名为（可以任意命名，以自己认识为好）表面网格命名为，焊接线命名为，参考线命名为，关闭窗口。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，保留和这两个组。在选择过滤框中选择，选择顺序为先选择上的第一个单元，然后选择参考上的第一个单元，右键里面选择。改名，右键单击，选择，改名为1231同样的方法，在选择过滤框中选择，然后先选择上的第一个节点，再选择上的第一个节点，添加到里面改名为（任意命名，开始点）;然后先选择上的最后一个节点，再选择上的最后一个节点，添加到里面改名为（任意命名，结束点）。b)装夹点在选择过滤框中选择，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，添加到里面改名为（任意命名，装夹点）。5.保存网格保存结果*导出结果**（前面一个*号为字母或数字，后面一个星号为之间的整数）例如四、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，1331用数学函数表示出来。热源模型的建立在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：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。本次采用型焊缝为例，操作方法见下图，之后点击载入，设置生成网格模型的参数，选取焊缝参数与实际焊缝厚度方向相一致。窗口中选择选项，在左边输入框中输入数值，回车即可赋值给所选选项：参数设置分别为（单位）()板高度()板高度()板半宽度()板半宽度()焊缝处面积()板厚度方向网格数()板厚度方向网格数()最大的网格尺寸完成后，点击，保存参数。点击，即可生成在主窗口中生成维网格。如下图然后在热源校核界面上选择拉伸1431()或者旋转()，点击按钮输入参数，本例中选择拉伸，参数如下()拉伸总长度()在多大区域内划分细密网格()热源中心所在位置距离拉伸的最末端的距离()最小网格尺寸()最大网格尺寸输入后点击，进行保存。返回到热源校核界面。点击，在主界面上生成维网格如右图2.加载材料数据库和函数数据库．加载材料数据库步骤如右图所示（注意在的软件界面上关闭窗口时，应选择下面的或者按钮来关闭窗口）打开后，默认路径就是软件的安装目录，材料库文件选择文件，点击，加载完成。给焊接零件赋材料，本例材料均选择，方法如下．加载函数库文件步骤如右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。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，维高斯()，双椭球()，维高斯圆锥()，另外大家还可以使用自定义热源模型。一般高能束焊推荐采用维高斯圆锥模型，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)模型参数设置如下1531与(表示单位体积上的输入能量，单位是^,初始输入的是比例关系)建议双椭球前半轴长度双椭球后半轴长度横向长度(建议:融宽的一半)纵向半径(熔深深度)，，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，沿着焊接线方向为，右手定则确定轴)中的坐标。本例热源进入方向是沿着轴的反方向，是热源进入方向沿着轴旋转的角度，顺时针为正。本例(*)输入的有效功率，单位是瓦特。(电流乘以电压乘以效率)输入后点击按钮。初始值设置完成。4.求解设置其余参数，初步求解。子菜单里面，选择(在计算完毕后自动显示截面温度云图)(熔点)(热影响温度)温度单位均为摄氏度。子菜单里面，选择，：(热源移动速度，单位)：(焊接件初始温度，单位摄氏度)(初始相)按默认。其余选项默认点击键，进行初算。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里面的参数(修改方法：点击下面框中的文字，然后修改对应的空格，修改后，点击下面的即可替换掉以前的值)，修改后继续点击计算，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。16316.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，保存。热源校核的过程全部完成。前处理部分为设置各项前处理参数，其中要使用前面的网格与热源校核后保存的热源函数，打开软件，切换到里面1731选择打开焊接向导里面输入工程名，里面为注释，可以不加1831加载材料库1931加载函数库文件加载网格，加载之前生成的网格2031计算类型选择2131材料赋值选择实体的网格组选择材料的温度场性质2231选择材料的应力场性质点击添加到下面的图框中焊接过程定义首先是轨迹线的组的定义2331然后选择热源函数预估熔融区长度，焊接开始时间，焊接速度，然后添加到下框中。2431适用于计算接触条件的，是可选项。用于热交换，下面是定义在空气中的散热条件。添加到下框中。设置装夹条件在最后一个组里面添加，2531后面条件上输入，中间用空格隔开，表示采用刚性约束，约束条件为三方向位移均固定，点击添加。选项可以加载力和位移或者压力，是可选项。求解参数设置2631选择温度场及应力场求解参数文件选择应力场求解参数文件2731点击，保存，不弹出错误窗口即为设置正确，前处理完成。保存文件,生成前处理文件如下*工程文件*温度场参数文件*温度场求解命令文件*材料温度场属性文件*应力场参数文件*应力场求解参数文件*网格文件完成后可以使用下面命令求解2831后处理计算期间，结果保存在上述量文件中最后自动转化成后处理文件格式，文件名分别为(温度场结果)和(应力场结果).用户也可以通过手动转化结果(可以仅为选定的组和时间步转化,以减少后处理文件的大小).结果转化完后，在网格或者高斯点上的结果可以被插值到单元节点或者节点上显示后处理结果，后缀为的主要是温度场，相变的结果，为的主要是变形，应力，应变的结果，下面以温度场为例说明2931点击即可查看某一时刻的温度场云图。3031截面显示3131