SYSWELD教材-热源校核部分.doc

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，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：

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T型焊缝为例，操作方法见下图，

之后点击OK载入，parameters设置生成2D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mm）

(1)C1板高度3

(2)C2板高度 3

(3)C1板半宽度30

(4)C1板半宽度30

(5)焊缝处面积6.5

(6)C1板厚度方向网格数4

(7)C2板厚度方向网格数4

(8)最大的网格尺寸3

完成后，点击save，保存参数。

点击createmesh，即可生成在主窗口中生成2维网格。如下图

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Createmesh，在主界面上

生成3维网格如右图

加载材料数据库和函数数据库

a．加载材料数据库步骤如右图所示

（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。

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(2DGaussian)，双椭球(Doubleellipsoid)，3维高斯圆锥(3Dconicalgassian)，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1.21

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。

求解

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)

Moltentemperature(熔点)1500

HAZtemperature(热影响温度)800

温度单位均为摄氏度。

Solve子菜单里面，

选择solve，

Curvilinearvelocity：5

(热源移动速度，单位mm/s)

Intialtemperature：20

(焊接件初始温度，单位摄氏度)

Phaseproportions(初始相)

按默认。

其余选项默认

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