模拟焊接用的热源分为高斯热源、锥型热源、双椭球热源、圆柱热源等,本次主要考虑高斯热源的应用,而其他热源主要是模拟函数的不同所致,查找不同函数来替换即可。
1. 高斯移动热源直接加载到焊接位置表面
这种方法是直接加载一个移动的热源,添加到平板,主要适用于平板大,焊料少,焊料的存在与否对整体温度影响不大,热源加载到平板的表面
具体结果如下图所示,添加温度结果可以查看需要的结果。
2.高斯移动热源加单元生死方法,热源载到焊接焊料的表面位置
这种方法是将焊料逐渐的添加,并将温度加热点逐渐的移动,这种方法能够比较真实反映焊接过程中的温度分布情况,缺点就是计算时间慢,设置命令更加复杂
具体结果如图所示,焊料采用生死单元技术,逐渐添加,逐渐生成需要的焊料和温度
3.移动热源和生死设置和控制热半径
这种控制半径的方法同上,主要控制热半径的方法是用于加热点不要过大,防止温度扩展过多,一般加热半径比较小的情况下不必过多考虑,
具体结果如图所示,加热点的面积会更小一些
4.高斯移动热源不同函数形式
不图的函数主要应用于焊接的不同路径或者不同的速度,或者不同的焊接位置和多个热源的使用技术
4.1双热源的使用和加载
两个热源同时加载,具体结果如图所示
双热源的平行加载结果如图所示,而实际当中有其他的曲线热源或者多个热源交叉的情况,交叉热源结果如图所示
双热源的时间滞后效果表示为不同石刻加载不同的热源
具体结果如图所示
4.2 抛物线移动热源的加载
主要为加载的热源函数运动路径为曲线,抛物线,具体结果如图所示
4.3 螺旋线加载热源公式
螺旋线可以参考之前的文章,具体结果如图所示
4.4 往复移动热源加载
热源在往复移动,主要应用的热源往复移动很多次,可以模拟物体的往复摩擦或者增材制造中3D打印时候激光烧结的往复移动
具体结果如图所示
5.插件方式来模拟移动热源的焊接
ANSYS Workbench开发了act插件,专门模拟移动热源的一个操作,如下图所示,
其中可以设置加载面、运动路径、移动速度和半径等参数,参考下图
热源在焊接位置直线移动,到达位置之后冷却,获取温度,具体结果如图所示
根据结果获取应力和变形结果,具体结果如下图所示