你不知道的ABAQUS焊接分析

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

焊接是通過(guò)加熱、加壓,或兩者并用,使同性或異性?xún)晒ぜa(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(guò)程中的焊接過(guò)程中溫度場(chǎng)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(duì)焊接的多物理場(chǎng)過(guò)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(hù)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(hù)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(hù)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(guò)程中直接通過(guò)子程序接口(DFLUX)調(diào)用。對(duì)于焊接過(guò)程中的熱傳導(dǎo)問(wèn)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(chǎng)的計(jì)算,再根據(jù)溫度歷史來(lái)計(jì)算被工件的殘余應(yīng)力和變形。

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壓焊

壓焊過(guò)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(guò)程。在用Abaqus進(jìn)行仿真計(jì)算時(shí)選用顯式求解器Abaqus/Explicit來(lái)進(jìn)行分析,采用熱力耦合的動(dòng)態(tài)分析步(DynamicTemperature-displacement Explicit),進(jìn)行完全熱力耦合分析。

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攪拌摩擦焊

對(duì)溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行模擬。仿真過(guò)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(dòng)來(lái)代替,攪拌工具的移動(dòng),以避免過(guò)大的網(wǎng)格畸變。

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釬焊

釬焊過(guò)程在焊縫處極易產(chǎn)生應(yīng)力集中,焊縫周?chē)臍堄鄳?yīng)力成為釬焊的一個(gè)重要關(guān)注對(duì)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(guò)程中的實(shí)際加熱情況建立場(chǎng)變量(DiscreteFields和 Analytical Fields)和熱載荷構(gòu)建恰當(dāng)?shù)臒嵩茨Ｐ汀?/span>

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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(wèn)題。Abaqus提供強(qiáng)大的“生死單元”(ModelChange)技術(shù),可以用來(lái)模擬焊料的逐步填充過(guò)程。焊接熱源通過(guò)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(lái)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。

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