T型接頭焊接溫度場ANSYS仿真分析.doc

焊縫凝固過程的溫度場分析初始條件：焊接件的初始溫度為25度，焊縫溫度為3000;對流邊界條件：表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)為5e-4，比熱容0.2，材料密度0.28，空氣溫度為25度；求2000s后整個焊接件的溫度分布1、選擇網(wǎng)格單元類型PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddThermal MassSolidBrick 8 node 70圖1-1 定義單元類型2、設置鋼板及焊縫材料屬性PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsMaterial Model Number 1Thermala設置焊件材料密度、熱傳導系數(shù)、比熱容，設置焊縫材料密度、熱傳導系數(shù)、比熱容及與溫度相關的涵參數(shù)，如下圖所示。b設置左右兩道焊縫的焓參數(shù)，焓參數(shù)隨溫度變化曲線如圖2-5所示。圖2-1 鋼板熱導率設置圖2-2 設置鋼板比熱容圖2-3 設置鋼板密度圖2-4 焊縫焓參數(shù)設置圖2-5 左右焊縫焓參數(shù)3、建立幾何模型PreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy Dimensions 建立焊件幾何模型。PreprocessorModelingCreateVolumesCylinderBy Dimensions 建立焊縫幾何模型。建模過程如圖3-1所示。圖3-1 幾何模型建模過程1圖3-2 幾何模型建模過程2通過Reflect建立完整的幾何模型，之后運用布爾運算中glue使整個模型成為一個整體，如圖3-3所示。焊接模型幾何參數(shù)：橫板：2*1.2*0.4豎板：0.4*1.2*1焊縫：R0.2*1.2 圖3-3 焊件幾何模型設置焊件及左右焊縫網(wǎng)格屬性 PreprocessorMeshingMesh AttributesPicked 選擇焊件或是焊縫，分別對其進行設置。圖3-4 焊件和焊縫的屬性劃分4、劃分網(wǎng)格4.1 設置網(wǎng)格單元密度PreprocessorMeshingSize CntrlsManual SizeGlobalSize設置網(wǎng)格單元密度為0.05。圖4-1 網(wǎng)格單元密度設置4.2 劃分網(wǎng)格結果圖4-2 網(wǎng)格劃分結果5、求解5.1 劃分網(wǎng)格后殺死左焊縫單元 SolutionLoad Step OptsOtherBirth&DeathKill Elements圖5-1 殺死左焊縫5.2 設置溫度偏移量 SolutionAnalysis TypeAnalysis Options，在體內彈出的對話框Toffst中輸入460，如圖5-2所示。圖5-2 溫度偏移量設置5.3 穩(wěn)態(tài)求解a. 設置焊縫初始溫度SolutionDefine LoadsApplyThermalTemperatureOn Nodes圖5-3 焊縫初始溫度設置1圖5-4 焊縫初始溫度設置2b. 對兩鋼板施加初始溫度SolutionDefine LoadsApplyThermalTemperatureOn Nodes圖5-5 鋼板初始溫度設置1圖5-6 鋼板初始溫度設置25.5 設置求解選項時間SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step圖5-7 求解時間設置5.6 運算結果SolutionSolveCurrent LS圖5-8 1s穩(wěn)態(tài)求解云圖結果5.7 右焊縫液固相變瞬態(tài)求解進行瞬態(tài)求解，分析右焊縫液固相變過程，時間設置1100s刪除焊縫溫度載荷SolutionDefine LoadsDeleteThermalTemperatureOn NodesTEMPOK圖5-9 刪除穩(wěn)態(tài)載荷施加對流換熱載荷SolutionDefine LoadsDeleteThermalTemperatureOn Nodes圖5-10 施加對流換熱載荷瞬態(tài)求解設置SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step圖5-11 施加對流換熱載荷求解SolutionSolveCurrent LS5.8 右焊縫凝固過程分析SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step圖5-12 右焊縫凝固過程時間步設置運行結果SolutionSolveCurrent LS圖5-13 右焊縫1000s云圖顯示六、左焊縫固液相變過程分析6.1 左焊縫凝固過程左焊縫固液相變過程、凝固過程、求解過程同右焊縫設置和分析過程，在此之前應先將左焊縫激活SolutionLoad Step OptsOtherBirthDeathKill Element，然后進行節(jié)點設置、節(jié)點溫度設置、瞬態(tài)求解設置。6.2 運行結果SolutionSolveCurrent LS圖6-12 a.1001s的溫度云圖 b.1002s的溫度云圖 c.1100s的溫度云圖d.2000s的溫度云圖七、結果后處理7.1 選擇時間節(jié)點General PostprocRead ResultsBy pick圖7-1 左焊縫節(jié)點選擇7.2 查看結果 Ge