本文主要通过一个非常简单的平板焊接的例子来介绍abaqus 使用子程序dflux 模拟焊接的一般方法。

这里采用顺次耦合方法,以下对整个过程做简要介绍。

1. part and mesh

新建model-1,建立如下part(为模型的一半),长,宽,高分别是:100,50,5

在model 菜单中edit attibute,如下:

进入mesh 选项卡进行划网格,这里进行粗略划分,网格及单元选择如下图:

2. material

在material 选项卡里新建材料,这里假设焊缝与母材的材料一样,所以只建立一种材料。材料包括以下部分(本例中没有应用latent heat):

3. Assembly

在assembly 选项中,进行装配。如下:

建立不同的集合及表面,以便后面保用。

建立set-allnode,如下图

建立surface-rad,如下图。注意左侧面为对称面,不选择。

4.创建分析步

创建两个热传导分析步,分别是焊缝加热和冷却过程。如下图:

定义第一个分析步:

定义第二个分析步:

5. 创建interaction

在interaction 中创建对流和辐射边界条件如下:

6. 边界条件建立

首先建立预定义场,定义初始温度为20℃,选择集合set-allnode,如下图:

建立body heat flux 载荷,选择整个实体,设置为user-defined,如下图:

7. 建立名称为weld-thermal 的job,并输出.inp。

8. 编写dflux 子程序

其中热源用的是双椭球热源,具体可参考相关文献。

q=UIη,这里η代表效率。

x0,y0,z0 定义热源的起始点,

a,b,c 定义热源的三个半轴,

v 定义焊接速度。

本例中,取热源中心坐标为:(0.0,0.0,0.0025)

编写结果如下图所示:

9. 提交计算

将产生的 inp 文件与.for 文件放到一个文件夹下,本例中放在D:weld,在abaqus command 窗口进行提交,如下所示:

10. 温度场计算结果