目录1、T型接头模型的建立1.1创建Points (1)1.2由Points生成Lines (1)1.3由Lines生成Edges (2)1.4由Edges生成Domains (2)1.5离散化操作 (3)1.6划分2D网格 (5)1.7生成Volumes (6)1.8离散Volumes (8)1.9生成体网格 (10)1.10划分换热面 (11)1.11划分1D网格 (12)1.12合并节点 (13)1.13保存模型 (14)1.14组的定义操作 (15)1.15保存 (17)1.16小结 (17)2、焊接热源校核2.1网格的建立 (18)2.2材料的导入及定义 (20)2.3热源过程参数的定义 (20)2.4求解 (21)2.5热源显示 (21)2.6修改参数 (22)2.7热源校核 (22)2.8检查显示结果 (23)2.9保存函数 (24)2.10热源查看 (24)2.11保存热源 (25)2.12小结 (25)3、焊接模拟向导设置3.1材料的导入 (26)3.2热源的导入 (26)3.3材料的定义 (27)3.4焊接过程的定义 (27)3.5热交换的定义 (28)3.6约束条件的定义 (28)3.7焊接过程求解定义 (28)3.8冷却过程求解定义 (29)3.9检查 (29)3.10小结 (31)4、后处理与结果显示分析4.1计算求解 (32)4 .2导入后处理文件 (32)4.3结果显示与分析 (33)4.4小结 (36)1、T型接头模型的建立1.1创建Points根据所设计T型接头模型的规格,选定原点,然后分别计算出各节点的坐标,按照Geom./Mesh.→geometry→point步骤,建立以下13个点:P1(-25,0,-10)、P2(7,0,-10)、P3(10,0,-10)、P4(13,0,-10)、P5(35,0,-10)、P6(35,0,0)、P7(10,0,0)、P8(10,0,30)、P9(0,0,30)、P10(0,0,3)、P11(-1.5,0,1.5)、P12(-3,0,0)、P13(-25,0,0)如下图所示:1.2由Points生成Lines按照Geom./Mesh.→geometry→1Dentities步骤,按照一定的方向性将各点连接成如下图所示的Lines:1.3由Lines生成Edges按照Geom./Mesh.→geometry→EDGE步骤,点击选择各边,依次生成如下图所示各Edges:按照Geom./Mesh.→geometry→Domains步骤,依次生成如下六个Domains:1.5离散化操作离散化操作是针对由Points所生成的Lines而言,由于除了有这些点生成的线以外,软件本身也会自动产生一些辅助的线条,为了方便清晰地对所生成的主要线条进行选取及其他操作,可以通过“隐藏→显示”处理,只显示如下图所示的十八条线:通过以下操作为后面的离散操作做好准备:→通过Meshing→Definition→Discretisation启动离散化操作界面,将L2、L4、L8、L10四条线均匀离散成3段,将其他十四条线非均匀离散,离散单元数为5,系数为3.5。
离散后的线条显示如下图所示:通过“隐藏→显示”处理,只显示Domains。
操作步骤:Meshing→Generation→Surface→Regular→by Domains选择所有的Domains进行网格划分。
划分后的2D网格显示如下图所示:1.7生成Volumes要生成Volumes,首先应该创建一个参考点,此参考点由T型接头的长度决定。
这里应该建立点P38(-1.5,60,1.5),如下图:再通过显示处理,显示基点P11,如下图:通过Geometry→Volumes→Translation操作,选中所有的Domains,将其从P11拉到P38(这里应该先点击P11,再点击P38,否则,将反向生成Volumes),即可得到六个Volumes,显示如下图所示:1.8离散Volumes要划分体网格,首先应该将各Volumes在长度方向上划分,由于在长度方向上,各点对应温度不变,所以可以将长度方向上的Volumes等间距划分,即均匀离散,这里将其均匀离散为60段,操作过程显示如下图:通过“隐藏→显示”处理,只显示Volumes:Meshing→Definition→Discretisation弹出离散操作界面,选中所有需要进行离散的Volumes,设置离散单元数为60:离散后的结果如下:1.9生成体网格按照Meshing→generation→volumes→geometrical→regular→propagation的操作步骤,打开体网格划分操作界面,在已经离散的4个volume 里生成网格,最终生成的体网格如下图所示:1.10划分换热面首先通过“隐藏→显示”处理,只显示所有的domains,如下:通过meshing→generation→surface→regular→by domain操作,打开面网格划分操作界面,选中图中所有Domain,点击OK完成面网格划分,划分后的换热面如下所示:1.11划分1D网格焊接线、焊接参考线以及需要约束的线都需要进行1D网格化分,这里由于没有约束条件,只需要划分焊接线L65和焊接参考线L64即可。
通过“隐藏→显示”处理,只显示lines,如下:按照meshing→generation→1D操作,打开1D网格化分操作界面,对焊接线和参考线进行划分,若前面操作正确,这里应该是L65和L64。
划分后这两条线变为红色。
1.12合并节点在Transformation的子菜单下点击Sticking,点击OK确认系统默认的参数设置,即可合并操作过程中产生的重复节点,使模型干净。
由于只合并了重复节点,图中没有明显变化合并节点后显示如下:1.13保存模型为了需要,这里需要将模型保存为.MOS和.TIT两种格式,其中,.MOS格式用于修改模型,.TIT格式用于定义组。
保存模型,可以选择默认保存路径,也可以根据情况自定保存路径,但须保证保存路径为全英文路径,否则软件将无法识别。
保存时,须在文件名称后面加上格式种类。
.MOS格式保存如下:保存.TIT和.ASC格式文件时,文件名前加前缀HSF-DATA,切文件名为0-9999之间的数字。
.TIT格式模型保存如下:1.14定义组操作SYSWELD所有的定义都以组的形式进行。
根据需要,这里将定义九个组: ALL——整体实体网格 ADD——焊缝BASE——母材及热影响区 HEAT——换热面WEL——焊接线 REFL——焊接参考线SE——焊接起始单元 SN——焊接起始节点EN——焊接结束节点定义之前,应按照以下操作,启动焊接向导模块:按照以下操作打开定义组操作界面,如下图所示:点击create,弹出如下定义组对话框,输入组名→选择类型和范围→选择需要定义的元素→点击ok,即完成一个定义。
按照此操作可依次完成以下定义:ALL→V1、V2、V3、V4、V5、V6;ADD→V2、V3;BASE→V1、V4、V6;HEAT→所有domains;WEL→L65;REFL→L64;SE→1386113921;SN→60 55;EN→3822 3817。
定义完以后可以在以下窗口中查看定义好的九个组:1.15保存为了需要,需要将定义好的模型保存为.TIT和.ASC两种格式,其中,.TIT 格式用于修改组,.ASC格式用于数值模拟计算。
保存方式同上一个.TIT格式文件的保存。
1.16小结对于模型建立必须选择合适的点线面和体,尤其是网格划分要准确,操作步骤合理,不可跳步而行。
生成线时,应注意线的方向,否则会对离散和网格划分产生不可修复的影响。
离散也要根据所使用计算机的性能,如果内存比较大,计算速度较快,则可以将离散单元数设置较大,反之应该设置较小,否则划分网格或者计算时将出现软件无法继续运行的现象。
在定义生成组时,选择点和线要精准,使模型干净,为后面的焊接数值模拟创造良好的条件。
操作过程中应该及时检查,及时发现错误并改正,避免一错到底。
2、焊接热源校核2.1网格的建立进入焊接向导模块,并启动热源校核操作界面如下:选择T型接头模型,依次选择各参数,输入数值,依次点击Replace给参数赋值,最后保存,最终生成2D网格:和2D网格的建立一样,通过以下操作选择T型接头模型,定义个参数的数值,最后生成3D网格如下图所示:2.2材料的导入及定义选中heat input fitting,将操作界面从网格建立界面切换到热输入界面。
在点击material DB——load——welding.mat,从材料库中加载焊接材料。
然后在焊接材料中选择需要的材料,分别对焊缝、母材即热影响区的热性能材料进行定义,如下图所示:2.3热源过程参数的定义这一步也相当重要,它将决定焊缝的宽度和熔深,若在后面的操作中发现焊缝不理想,可以返回到这一步重新进行参数设定。
这里选择双椭球模型作为焊接热源,输入热源名称方便以后查找使用,然后定义双椭球模型的相关尺寸和椭球热流密度,再输入总能量数值,点击add将个参数赋予给热源。
2.4求解在求解界面输入焊接速度和焊接环境的初始温度,点击ok即可计算求解:2.5热源显示选中框中唯一的热性能函数,输入焊接时间为12秒,焊缝相数为1相,焊缝焊接道数为1,即单道焊接。
通过以上操作,热源显示如下图所示:2.6修改参数若热源不合适,可返回过程参数定义界面进行修改直到满足要求。
2.7热源校核在Plot和Solve界面里,分别输入焊接材料熔点和结束温度,输入焊接速度和焊接初始温度,然后点击ok,进行计算。
计算结束后显示如下图所示温度场:2.8检查显示结果(1)显示温度场云纹图如下:(2)显示温度场等温面(3)显示横截面图2.9保存函数重新回到Heat input fitting界面,选中已经设定好的热源,点击save 进行保存:2.10热源查看在Heat input fitting界面点击founction DB——see content,弹出如下对话框,在其中即可查看自己所定义的热源:2.11保存热源点击founction DB以后弹出的对话框里有一项为save as,单击此项,在弹出的对话框里命名该热源,附加文件格式为.fct,点击ok即可进行保存,为后面的计算做热源准备。
2.12小结这样热源就调好了,并保存在了函数数据库中,我们可以方便的进行调用。
同理:我们也可以利用热源校核工具对搭接接头以及对接接头热源模型进行校核。
这里是十分重要的一步,是仿真实验的重点。
通过不断的反复的实验查看,得到理想的焊缝时的参数即为理想的焊接参数,可以在实际中进行使用。