T型接头焊接温度场ANSYS仿真分析.doc

焊缝凝固过程的温度场分析初始条件：焊接件的初始温度为25度，焊缝温度为3000;对流边界条件：表面传热系数为5e-4，比热容0.2，材料密度0.28，空气温度为25度；求2000s后整个焊接件的温度分布1、选择网格单元类型PreprocessorElement TypeAdd/Edit/DeleteAddThermal MassSolidBrick 8 node 70图1-1 定义单元类型2、设置钢板及焊缝材料属性PreprocessorMaterial PropsMaterial ModelsMaterial Model Number 1Thermala设置焊件材料密度、热传导系数、比热容，设置焊缝材料密度、热传导系数、比热容及与温度相关的涵参数，如下图所示。b设置左右两道焊缝的焓参数，焓参数随温度变化曲线如图2-5所示。图2-1 钢板热导率设置图2-2 设置钢板比热容图2-3 设置钢板密度图2-4 焊缝焓参数设置图2-5 左右焊缝焓参数3、建立几何模型PreprocessorModelingCreateVolumesBlockBy Dimensions 建立焊件几何模型。PreprocessorModelingCreateVolumesCylinderBy Dimensions 建立焊缝几何模型。建模过程如图3-1所示。图3-1 几何模型建模过程1图3-2 几何模型建模过程2通过Reflect建立完整的几何模型，之后运用布尔运算中glue使整个模型成为一个整体，如图3-3所示。焊接模型几何参数：横板：2*1.2*0.4竖板：0.4*1.2*1焊缝：R0.2*1.2 图3-3 焊件几何模型设置焊件及左右焊缝网格属性 PreprocessorMeshingMesh AttributesPicked 选择焊件或是焊缝，分别对其进行设置。图3-4 焊件和焊缝的属性划分4、划分网格4.1 设置网格单元密度PreprocessorMeshingSize CntrlsManual SizeGlobalSize设置网格单元密度为0.05。图4-1 网格单元密度设置4.2 划分网格结果图4-2 网格划分结果5、求解5.1 划分网格后杀死左焊缝单元 SolutionLoad Step OptsOtherBirth&DeathKill Elements图5-1 杀死左焊缝5.2 设置温度偏移量 SolutionAnalysis TypeAnalysis Options，在体内弹出的对话框Toffst中输入460，如图5-2所示。图5-2 温度偏移量设置5.3 稳态求解a. 设置焊缝初始温度SolutionDefine LoadsApplyThermalTemperatureOn Nodes图5-3 焊缝初始温度设置1图5-4 焊缝初始温度设置2b. 对两钢板施加初始温度SolutionDefine LoadsApplyThermalTemperatureOn Nodes图5-5 钢板初始温度设置1图5-6 钢板初始温度设置25.5 设置求解选项时间SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step图5-7 求解时间设置5.6 运算结果SolutionSolveCurrent LS图5-8 1s稳态求解云图结果5.7 右焊缝液固相变瞬态求解进行瞬态求解，分析右焊缝液固相变过程，时间设置1100s删除焊缝温度载荷SolutionDefine LoadsDeleteThermalTemperatureOn NodesTEMPOK图5-9 删除稳态载荷施加对流换热载荷SolutionDefine LoadsDeleteThermalTemperatureOn Nodes图5-10 施加对流换热载荷瞬态求解设置SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step图5-11 施加对流换热载荷求解SolutionSolveCurrent LS5.8 右焊缝凝固过程分析SolutionLoad Step OptsTime/FrequenceTime-Time Step图5-12 右焊缝凝固过程时间步设置运行结果SolutionSolveCurrent LS图5-13 右焊缝1000s云图显示六、左焊缝固液相变过程分析6.1 左焊缝凝固过程左焊缝固液相变过程、凝固过程、求解过程同右焊缝设置和分析过程，在此之前应先将左焊缝激活SolutionLoad Step OptsOtherBirthDeathKill Element，然后进行节点设置、节点温度设置、瞬态求解设置。6.2 运行结果SolutionSolveCurrent LS图6-12 a.1001s的温度云图 b.1002s的温度云图 c.1100s的温度云图d.2000s的温度云图七、结果后处理7.1 选择时间节点General PostprocRead ResultsBy pick图7-1 左焊缝节点选择7.2 查看结果 Ge