T型接头焊接温度场ANSYS仿真分析

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1、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Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>Add>ThermalMass>Solid>Brick8node70图1-1定义单元类型2、设置钢板及焊缝材料属性Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>MaterialModelNumber1>Thermala．设置焊件材料密度、热传

2、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。15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15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Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions建立焊件几何模型。Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>ByDimensions建立焊缝几何模型。建模过程如图3-1所示。15图3-1几

3、何模型建模过程1图3-2几何模型建模过程215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Preprocessor>Meshing>MeshAttributes>Picked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154、划分网格4.1设置网格单元密度Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size设置网

4、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Solution>LoadStepOpts>Other>Birth&Death>KillElements15图5-1杀死左焊缝5.2设置温度偏移量Solution>AnalysisType>AnalysisOptions，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155.3稳态求解a.设置焊缝初始温度Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnNodes图5-3焊缝

5、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Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnNodes15图5-5钢板初始温度设置1图5-6钢板初始温度设置2155.5设置求解选项—时间Solution>LoadStepOpts>Time/Frequence>Time-TimeStep图5-7求解时间设置5.6运算结果Solution>Solve>CurrentLS图5-81s稳态求解云图结果155.7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1~100s删除焊缝温度载荷Soluti

6、on>DefineLoads>Delete>Thermal>Temperature>OnNodes>TEMP>OK图5-9删除稳态载荷施加对流换热载荷Solution>DefineLoads>Delete>Thermal>Temperature>OnNodes图5-10施加对流换热载荷瞬态求解设置Solution>LoadStepOpts>Time/Frequence>Time-TimeStep15图5-11施加对流换热载荷求解Solution>Solve>CurrentLS5.8右焊缝凝固过程分析Solution>LoadStepOpts>Time/Frequence>Tim

7、e-TimeStep图5-12右焊缝凝固过程时间步设置15运行结果Solution>Solve>CurrentLS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Solution>LoadStepOpts>Other>Birth＆Death>KillElement，然后进行节点设置、节点温度设置、瞬态求解设置。156.2运行结果Solution>Solve>CurrentLS