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利用APDL語言的焊接溫度場(chǎng)參數(shù)化分析論文
引言
選擇合適的焊接工藝參數(shù)，對(duì)提高焊接質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率很重要。長期以來，焊接工藝優(yōu)化主要依靠經(jīng)驗(yàn)積累及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，但實(shí)驗(yàn)既繁瑣又浪費(fèi)很多時(shí)間，增加了成本。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，采用有限元分析軟件進(jìn)行數(shù)值模擬的方法模擬焊接過程為實(shí)際焊接提供了理論依據(jù)，降低了生產(chǎn)成本。
ANSYS有限元分析軟件就是其中最典型的代表之一。通過其APDL CANSYS Paramelric Design Language)語言編寫的命令流可以建立智能的分析過程，自動(dòng)完成復(fù)雜的分析計(jì)算過程。本文分析就是采用APDL語言來編寫，以平板對(duì)接焊為例。把不同的焊接工藝參數(shù)和平板的兒何參數(shù)作為分析變量，分析時(shí)只需輸入改變的變量值，軟件能自動(dòng)完成整體的平板對(duì)接焊溫度場(chǎng)數(shù)值模擬。
1 實(shí)例分析
模擬試驗(yàn)中母材為20鋼((20鋼的高溫物理性能從文獻(xiàn)中得到)。
模型創(chuàng)建前要確定好參數(shù)變量，便于后續(xù)命令的編寫，避免出現(xiàn)混亂。分析時(shí)會(huì)出現(xiàn)所不的參數(shù)值輸入框，方便修改變量數(shù)值。在ANSYS中進(jìn)行焊接模擬時(shí)，焊接熱源模型的選擇是重中之重，本文選擇生死單元熱源加載模型，該模型熱源能夠模擬焊縫的形成過程。即在開始計(jì)算前，將所有焊縫單元“殺死”，相當(dāng)于焊前的裝配狀態(tài)。計(jì)算時(shí)，按順序?qū)⒈弧皻⑺馈钡膯卧鹨弧凹せ睢�，模擬焊縫形成過程，同時(shí)給激活的單元施加生熱率，每一步計(jì)算完成后，刪除該步的生熱率，重新進(jìn)入下一步加載計(jì)算a。山于生死單元不
2 結(jié)果分析
不同的參數(shù)值，溫度場(chǎng)的變化情況不同。分別是改變焊接電流((150 A,160 A,170 A,180 A,190 A)、焊接電壓(15V,16V,17V,18V、19 V)和坡口角度(300,400,500,600,700)溫度場(chǎng)中最高溫度的變化情況。山圖中可以看出，隨著焊接電流、焊接電壓的增加，溫度場(chǎng)的最高溫度也在增加;隨著坡口角度的增加，溫度場(chǎng)的最高溫度在下降。
3 結(jié)語
本文通過對(duì)焊接溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬，闡述了APDL語言的參數(shù)化分析方法。通過改變參數(shù)數(shù)值，能夠快速地分析不同參數(shù)下的模型的溫度場(chǎng)變化情況，是對(duì)模型溫度場(chǎng)的簡單二次開發(fā)。靈活運(yùn)用APDL語言的參數(shù)化進(jìn)行熱分析，可以大大提高分析效率，為后續(xù)的熱結(jié)構(gòu)禍合場(chǎng)參數(shù)化分析提供參考。
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