例19 平板的对接焊缝的温度场和应力场.doc

例19 平板的对接焊缝的温度场和应力场
例19 平板对接焊缝的温度场和应力场

有两块50?50?10mm的钢板通过TIG焊接焊接成一个平板,不开坡口,也不填丝。焊接的电压是200V,电流为20A,焊接速率为2mm/s。请建立有限元模型进行计算。(假如您需要实验的话,实验的板材和焊机都可以为您提供,若您不会焊接,提供大桥下农民工叔叔一位!)
50mm
10mm 焊接中心线
焊接示意图
:
1
2
3
4
5
6
7
平板的有限元网格划分材料模型焊接路径及焊料填充的定义边界条件工况定义作业定义结果分析
平板的有限元网格划分
以国际单位制kg/m/s为基本单位建立有限元网格!
PTS: ADD
0 0 0
0 0
CRVS:ADD
1 2
EXPAND: TRANSLATIONS
0 0
CURVES
1 #
RETURN ?,此时平面几何已经建立;
CONVERT: DIVISIONS
15 5
BIAS FACTORS:
通过这个x,y方向的偏置系数,使得网格数密过渡。 GEOMETRY/MESH: SURFACES TO ELEMENTS
ALL: EXIST
RETURN 二维面网格划分完毕,但需要扩展为三维体网格。
EXPAND
TRANSLATIONS
0 0 向Z方向扩展,,=25次 ELEMENT
ALL:EXIST
RETURN
SWEEP: ALL
RETURN 清除重复的节点或单元,同时对几何体也有作用。 RENUMBER: ALL 对节点和单元等进行重新排序,对计算速度有影响。 RETURN
RETURN 从RENUMBER菜单可以看出有限元模型的大小。
PLOT: POINTS, CURVES,SURFACES
ELEMENTS:SETTINGS
SOLID
RETURN
REDRAW 关闭点、线、面的显示,显示单元实体,为
了更好地对网格操作。网格如下图。
FILL RESET VIEW
上面对几何体划分网格,即现在已经存在了代表板材的有限元网格。
注意,几何体是不能用于有限元计算的,有限元计算是通过计算代表工件的有限元网格节点上的物理量,来获得工件任意位置的物理量,只要你的有限元网格划分的足够细密。另外,由于平板的对接可以假设为关于某一个轴对称的情况,此处是关于
X轴对称,这样就只需要建立板材一半的网格模型。
施加材料性能对代表板材的网格施加物理性能,这是必须的,试想没有物理性能怎么计算温度、应力
由于材料的物理性能:杨氏模量、屈服强度、热膨胀系数、热传导系数等等都是和温度等变量相关的,那么首先要定义这些物理性能和温度等变量的关系。一般常常假设两者之间关系为多段线性的关系。这个关系一般用表格来实现。从操作简便的角度出发,先定义表格。 MATERIAL PROPERTIES: MATERIAL PROPERTIES
TABLES 很多菜单中都有TABLES这个菜单,不必非要在这里进入TABLES菜单。 NEW: 1 INDEPENDENT VARIABLE
NAME: YOUNGER
TYPE: temperature 这个表格的类型非常重要!表示物理性能和哪个变量相关! ADD
0 1 300 500 800 1000 3000 这段输入表示0摄氏度时,杨氏模量的比例系数为1,300摄氏度时,,500摄氏度时,。。。。。,注意1000摄氏度~3000摄氏度时的材料性能是假定的,水平延伸。注意,材料性能最小值不能直接设为0,10-3即可!温度的最大值尽量大一些,绝对不能小于熔池的可能最高温度!这个
错误很隐蔽!很容易犯!千万注意!
FIT
依次定义屈服强度、热膨胀系数、热传导系数、比热等随温度变化的多段线性关系! NEW: 1 INDEPENDENT VARIABLE
NAME: YIELD
TYPE: temperature
ADD
0 1 300 500 800 1000 3000
FIT
NEW: 1 INDEPENDENT VARIABLE NAME: EXPAND
TYPE: temperature
ADD
0 1 30