你不知道的ABAQUS焊接分析

2016-12-01 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

焊接是通過加熱、加壓,或兩者并用,使同性或異性兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和連接技術(shù)。隨著工業(yè)的不斷發(fā)展焊接已成為現(xiàn)代工業(yè)非常重要的加工工藝。

Abaqus廣泛應(yīng)用于焊接的各個(gè)方面,可以解決進(jìn)行焊接過程中的焊接過程中溫度場的計(jì)算、被焊工件應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算、被焊工件變形分析、焊縫疲勞性能分析、焊接接頭殘余應(yīng)力分析、焊接接頭微裂紋分析、焊接接頭氫擴(kuò)散分析等。針對焊接的多物理場過程,abaqus提供了強(qiáng)大的熱固耦合分析功能,提供了83種隱式和顯式完全耦合單元,為用戶提供了極大的便利以及強(qiáng)大的功能。Abaqus中提供豐富的用戶子程序接口,包括:非均布載荷子程序(DLOAD),熱源子程序(DFLUX),接觸面摩擦行為子程序(FRIC)等。用戶可以根據(jù)熱源的具體參數(shù)采用FORTRAN建立熱源子程序,在計(jì)算過程中直接通過子程序接口(DFLUX)調(diào)用。對于焊接過程中的熱傳導(dǎo)問題,Abaqus還提供了強(qiáng)大的散熱(Film Condition)和熱輻射(Radiation)功能。

熔焊

選用隱式求解器Abaqus/Standard進(jìn)行順序耦合熱固分析,先進(jìn)行溫度場的計(jì)算,再根據(jù)溫度歷史來計(jì)算被工件的殘余應(yīng)力和變形。

你不知道的ABAQUS焊接分析abaqus有限元仿真圖片1

壓焊

壓焊過程通常是一個(gè)涉及到接觸,熱傳導(dǎo),大塑性應(yīng)變的復(fù)雜過程。在用Abaqus進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)選用顯式求解器Abaqus/Explicit來進(jìn)行分析,采用熱力耦合的動態(tài)分析步(DynamicTemperature-displacement Explicit),進(jìn)行完全熱力耦合分析。

你不知道的ABAQUS焊接分析abaqus有限元仿真圖片2

攪拌摩擦焊

對溫度場和流場進(jìn)行模擬。仿真過程中將攪拌工具設(shè)為剛體,并采用ALE的方法用材料的運(yùn)動來代替,攪拌工具的移動,以避免過大的網(wǎng)格畸變。

你不知道的ABAQUS焊接分析abaqus有限元仿真圖片3

釬焊

釬焊過程在焊縫處極易產(chǎn)生應(yīng)力集中,焊縫周圍的殘余應(yīng)力成為釬焊的一個(gè)重要關(guān)注對象。Abaqus提供豐富熱載荷形式,有面形熱流(Surface heat flux),體型熱流(Body heat flux),和集中熱流(Concentrated heat flux),同時(shí)還可以要根據(jù)焊接過程中的實(shí)際加熱情況建立場變量(DiscreteFields和 Analytical Fields)和熱載荷構(gòu)建恰當(dāng)?shù)臒嵩茨Ｐ汀?/span>

你不知道的ABAQUS焊接分析abaqus有限元培訓(xùn)教程圖片4

多層多道焊接

多層多道焊的模擬涉及到金屬的逐步填充問題。Abaqus提供強(qiáng)大的“生死單元”(ModelChange)技術(shù),可以用來模擬焊料的逐步填充過程。焊接熱源通過假設(shè)焊縫所在單元具有內(nèi)部熱生成模型,內(nèi)部熱生成以熱生成強(qiáng)度來表示,即將有效的焊接熱輸入量換算成每道焊縫單元在單位體積,單位時(shí)間內(nèi)的熱生成強(qiáng)度供給熱能,當(dāng)所有焊接熱能都加到焊縫上后,內(nèi)部熱停止生成。

你不知道的ABAQUS焊接分析abaqus有限元培訓(xùn)教程圖片5