平板搭接双焊缝MARC有限元模拟

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1、2012年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目:焊接过程建模基础学生所在院（系）:材料科学与工程学生所在学科:材料加工工程学生姓名学号学生类别统招考核结果阅卷人18一、实验目的1.了解焊接热过程数值模拟的基本思路；2.熟悉Marc软件的界面和基本操作；3.利用Marc能够独立完成焊接热过程的数值模拟。二、实验内容平板搭接焊缝双侧焊（搭接40mm）1.建立模型首先定义焊接平板尺寸为：120mm×50mm×6mm。搭接长度为40mm，计算出各个点坐标。（建立模型过程中采用国际单位制m）（1）生成点PTS:AD

2、D0000.08000.1000.1200DUPLICATETRANSLATIONS00.0060POINTSALL:EXISTPTS:ADD0.0740.00600.1260.00600.20.0060DUPLICATETRANSLATIONS00.0060POINTS选择需要复制的四个点（右键确定）（2）连线，生成二维模型如下图（1）所示：18（3）二维网格划分运用AUTOMESHCURVEDIVISIONSFIX#DIVISIONS:#DIVISIONS4APLLYCURVEDIVISIONS选择图形中两个小三角形

3、的边界，右键确定运用SUBDIVIDEDIVISIONSxyzBIASFACTORSxyzCURVES对其余的边线进行网格划分。为了使网格划分更加规则，复制两上下边上的节点到板的中心，得到下图：18下面进行网格划分。网格划分结果如图3所示。AUTOMESH2DPLANARMESHINGQUADMESH!二维面网格划分完成后，得到下图：下面需要扩展为三维体网格EXPANDTRANSLATIONS000.002REPETITION25ELEMENTALL:EXISTRETURNSWEEP:ALLRETURNRENUMBER:

4、ALL得到的三维实体网格如下图所示：18SELECTELEMETS：SETTINGSTORESET1选择焊道单元，确定ELEMETS：SETTINGSTORESET2选择焊道单元，确定2.施加材料性能MATERIALPROPERTIESISOTROPICYOUNGER’SMODULUS2.1E11POISSON’SRATIO0.33MASSDENSITY7800PLASTICITY:ELASTIC-PLASTICINITIALYIELD2.5E8RETURNTHERMALEXP.1.2E-5RETURNRETURN如图所

5、示：18HEATTRANSFERCONDUCTIVITY40RETURNSPECIFICHEAT500RETURNMASSDENSITY7800RETURN如图所示：ADDALL:EXIST18RETURNRETURN以上认为母材和焊道单元的材料性能是一样的。2.建立焊接路径MODELINGTOOLSWELDPATHSNEW（weldpath1）PATHINPUTMETHODNODES:ADD在模型上，利用节点法，选择起弧点和节弧点。ORIENTATIONINPUTMETHODNODESADD并选择三角形直角顶点上的点。

6、两条焊缝都要定义。NEW（weldpath2）PATHINPUTMETHODNODES:ADD在模型上，利用节点法，选择起弧点和节弧点。ORIENTATIONINPUTMETHODNODESADD并选择三角形直角顶点上的点。定义好的焊接路径如图所示：3.建立焊道WELDFILLERSNEWELEMENTSADDSET18SET1NEWELEMENTSADDSETSET22.施加边界条件1焊接温度场的边界条件BOUNDARYCONDITIONSNEWTHERMALMOREVOLUMEWELDFLUXFLUXPOWER260

7、0EFFICIENCY0.7WIDTH0.006DEPTH0.005FORWARDLENGTH0.003REARLENGTH0.015VELOCITY0.002WELDPATHWeldpath1ELEMENTAddALL:SETSET1OK(apply1)18NEWTHERMALMOREVOLUMEWELDFLUXFLUXPOWER2600EFFICIENCY0.7WIDTH0.006DEPTH0.005FORWARDLENGTH0.003REARLENGTH0.015VELOCITY0.002WELDPATHWeldp

8、ath1ELEMENTAddALL:SETSET1OK(apply2)NEWRETURNFACEFILMFILM18COEFFICIENT40SINKTEMPERATURE20RETURNFACESADD框选法确定所有外表面。（apply3）2焊接应力场的边界条件NEWMECHANICALFIXDISPLACEMEN