简单的二维焊接分析-单元生死实例

发布日期:[08-12-04 12:32:10] 浏览人次:[]

下面的命令流进行的是一个简单的二维焊接分析, 利用ANSYS单元生死和热-结构耦合分析功能进行焊接过程仿真, 计算焊接过程中的温度分布和应力分布以及冷却后的焊缝残余应力。

/title,Weld Analysis by "Element Birth and Death"
/prep7
/unit,si ! 采用国际单位制
!
et,1,13,4 ! 13号二维耦合单元, 同时具有温度和位移自由度
et,2,13,4
!
! 1号材料是钢
! 2号材料是铝
! 3号材料是铜
! 铝是本次分析中的焊料, 它将钢结构部分和铜结构部分焊接起来
! 下面是在几个温度点下, 各材料的弹性模量
mptemp,1,20,500,1000,1500,2000
mpdata,ex,1,1,1.93e11,1.50e11,0.70e11,0.10e11,0.01e11
mpdata,ex,2,1,1.02e11,0.50e11,0.08e11,0.001e11,0.0001e11
mpdata,ex,3,1,1.17e11,0.90e11,0.30e11,0.05e11,0.005e11
!
! 假设各材料都是双线性随动硬化弹塑性本构关系
! 下面是各材料在各温度点下的屈服应力和屈服后的弹性模量
tb,bkin,1,5
tbtemp,20,1
tbdata,1,1200e6,0.193e11
tbtemp,500,2
tbdata,1, 933e6,0.150e11
tbtemp,1000,3
tbdata,1, 435e6,0.070e11
tbtemp,1500,4
tbdata,1, 70e6,0.010e11
tbtemp,2000,5
tbdata,1, 7e6,0.001e11
!
tb,bkin,2,5
tbtemp,20,1
tbdata,1,800e6,0.102e11
tbtemp,500,2
tbdata,1,400e6,0.050e11
tbtemp,1000,3
tbdata,1, 70e6,0.008e11
tbtemp,1500,4
tbdata,1, 1e6,0.0001e11
tbtemp,2000,5
tbdata,1,0.1e6,0.00001e11
!
tb,bkin,3,5
tbtemp,20,1
tbdata,1,900e6,0.117e11
tbtemp,500,2
tbdata,1,700e6,0.090e11
tbtemp,1000,3
tbdata,1,230e6,0.030e11
tbtemp,1500,4
tbdata,1, 40e6,0.005e11
tbtemp,2000,5
tbdata,1, 4e6,0.0005e11
!
! 材料密度(假设为常值)
mp,dens,1,8030
mp,dens,2,4850
mp,dens,3,8900
! 热膨胀系数(假设为常值)
mp,alpx,1,1.78e-5
mp,alpx,2,9.36e-6
mp,alpx,3,1.66e-5
! 泊松比(假设为常值)
mp,nuxy,1,0.29
mp,nuxy,2,0.30
mp,nuxy,3,0.30
! 热传导系数(假设为常值)
mp,kxx,1,16.3
mp,kxx,2,7.44
mp,kxx,3,393
! 比热(假设为常值)
mp,c,1,502
mp,c,2,544
mp,c,3,385
! 热膨胀系数(假设为常值)
! 由于该13号单元还有磁自由度, 此处假设一磁特性, 但并不影响我们所关心的结果
mp,murx,1,1
mp,murx,2,1
mp,murx,3,1
! 假设焊料(铝)焊上去后的初始温度是1500℃
mp,reft,1,20
mp,reft,2,1500
mp,reft,3,20
!
! 下面建立几何模型
csys,0
k,1,0,0,0
k,2,0.5,0,0
k,3,1,0,0
k,4,0,0.3,0
k,5,0.35,0.3,0
k,6,0.65,0.3,0
k,7,1,0.3,0
a,1,2,5,4
a,2,6,5
a,2,3,7,6
! 划分单元
esize,0.025
type,2
mat,2
amesh,2
esize,0.05
type,1
mat,1
amesh,1
mat,3
amesh,3
eplot
!
/solu
antype,4 ! 瞬态分析
trnopt,full
!
! 在模型的左边界加位移约束
nsel,all
*get,minx,node,,mnloc,x
nsel,s,loc,x,minx
d,all,ux,0
*get,miny,node,,mnloc,y
nsel,r,loc,y,miny
d,all,uy,0
!
! 假设在模型的左右边界处温度始终保持在20℃, 其它边界条件如对流、辐射等都可
! 施加,此处因只是示意而已,故只施加恒温边界条件。
nsel,all
*get,minx,node,,mnloc,x
nsel,s,loc,x,minx
d,all,temp,20
nsel,all
*get,maxx,node,,mxloc,x
nsel,s,loc,x,maxx
d,all,temp,20
!
! 由于第二个面是焊料所在区域,因此,首先将该区域的单元"死"掉
nna=2
esel,all
*get,emax,elem,,num,max
asel,s,area,,nna
esla
*g
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