SYSWELD教材-热源校核部分.doc

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1、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：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

2、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

3、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1.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

4、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。1.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。

5、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1.21af双椭球前半轴长度3ar双椭球后半轴长度4.5b横向长度(建议:融宽的一半)1.8c纵向半径(熔深深度)2x0，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

6、y0，右手定则确定z0轴)中的坐标。本例0,0,0ay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0Power(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。1.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)1500HAZtemperature(热影响温度)800温度单位均为摄氏度。

7、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。其余选项默认点击OK键，进行初算。2.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Process里面的参数(修改方法：点击Process下面框中的文字，然后修改对应的空格，修改后，点击Add下面的Replace即可替换掉以前的值)

8、，修改后继续点击OK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。1.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Yes，保存。热源校核的过程全部完成。