ANSYS焊接案例
生死单元案例—焊接
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建立的几何模型如下图所示:
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5. 布尔操作
从主菜单中选择
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue>Volu mes,在弹出的对话框中点击【Pick All】。
6. 设置单元密度
从主菜单中选择Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Manualsize>Global>Size,在弹出的对话框 Element edge length中输入0.05,如下图所示。完毕点击 【OK】。
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点击材料属性对话框中的Edit>Copy,弹出如下对话框,from中选择1, to中输入2,如下图所示。完毕点击【OK】。
这样,材料2复制了材料1的全部属性。由于钢板属性不需要焓参数, 因此要删掉材料2中的Enthalpy:先选中材料2中的Enthalpy,然后点击 Edit>Delete。
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7. 设置焊接件属性
a.设置右焊缝属性:从主菜单中选 Preprocessor>Meshing>Mesh Attributes>Picked Volumes,在弹出的对话框中选择右焊缝V10后点击 【OK】,在弹出的对话框中选择1和1 SOLID70,如下图
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d.定义焓参数:点击对话框右侧的Thermal>Enthalpy,在弹出 的对话框中连击4次【Add temperature】,然后按下图将 参数输入对话框。完毕点击【OK】。
(2)定义两钢板的材料属性:
点击定义材料属性对话框中的Material>New Model, 在弹出的对话框中点击【OK】,如下图所示:
材料参数 0
(温度)
焓
0
2643 2750 2875 3000 128.1 163.8 174.2 184.6
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几何参数:底板:2*1.2*0.34 立板:1.2*1*0.34 圆柱:R0.17
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操作步骤:
1.定义分析文件名
选择应用菜单File>Change Jobname,在弹出的对话中输入 “Welding4”,点击【OK】;File>Change Directory,在弹出的对话 框中选择存储的目标文件夹后点击【确定】。File>Change Title,在 弹出的对话框中输入“Welding4”,点击【OK】。选择应用菜单 Plot>Replot。
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建好的几何模型如下图所示:
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(4)复制 从应用菜单中选择
Work Plane>Offset WP>to Global Origin
从主菜单中选择 Preprocessor>Modeling>Reflect>Volumes,在弹出的对 话框中选中V2、V3、V6,点击【OK】。在弹出的体映射 复制对话框中点击【OK】,如下图所示:
某焊接件的两条焊缝在顺序焊接过程中的分析
问题分析:对1个焊接件的两条焊缝的凝固过程的温度场 进行分析,几何模型如下图所示。焊条及两块钢板的 材料为钢,其物理性能见下表。 导热率kxx=0.5e-3; 比热容c=0.2;密度=0.3833
初始条件:焊接件的温度为70,焊缝温度3000;对流边 界条件:表面传热系数0.00005,空气温度70。求 2000s后整个焊接件的温度分布。
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b.定义比热容:点击对话框右侧的Thermal>Specific Heat,在 弹出的对话框中输入0.2,如下图所示。完毕点击【OK】。
c.定义密度:点击对话框右侧的Thermal>Specific Heat,在弹 出的对话框中输入0.2833,如下图所示。完毕点击 【OK】。
从主菜单中选择
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>By Dimension,弹出圆柱体建立对话框。在RAD1、RAD2、 Z1、Z2、THETA1和THETA2依次输入0.17、0、0、1.2、 0和90。完毕点击【OK】,如下图所示:
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(2)平移坐标系 从应用菜单中选择 Work Plane>Offset WP by Increments, 弹出如下的工作坐标系平移对话框, 在X,Y,Z Offsets中输入0.17,0.34,0。 完毕点击【OK】。
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(3)建立圆柱体
从主菜单中选择Preference,选择分析类型Thermal后点击【OK】。
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2.定义单元类型
从主菜单中选择Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete,在弹出的对话框中选择【Add】, 再在弹出的对话框中选择Solid和Brick 70,点击 【OK】,再点击【Close】。
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(3)定义左焊缝的材料属性 左焊缝的材料属性与右焊缝的完全一样,可以直接复制材 料1的属性。点击材料属性对话框中Material>New Model, 弹出如下对话框,如下图所示,点击【OK】。
点击材料属性对话框中Edit>Copy,弹出如下对话框,from中选择
1,to中输入3,如下图所示。完毕点击【OK】。
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设置完毕后,如下图所示:
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4.几何建模
(1)建立长方体
从主菜单中选择
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>By Dimension,在弹出的对话框的X1,X2,Y1,Y2,Z1和Z2中按 照下图数据输入,每组数据输入完成后点击【Apply】,输 入最后一组数据完成后需点击【OK】。
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3.定义焊缝及钢板的材料属性
(1)定义右焊缝的材料属性
a.定义密度:从主菜单中选择Preprocessor>Material Props>Material Models,在弹出的对话框中右侧点击 Thermal>Conductivity>Isotropic,在弹出的对话框中输入 导热率0.5e-3,如下图所示。完毕点击【OK】。