你不知道的ABAQUS焊接分析

2016-12-01 by:CAE仿真在線來源:互聯網

焊接是通過加熱、加壓,或兩者并用,使同性或異性兩工件產生原子間結合的加工工藝和連接技術。隨著工業的不斷發展焊接已成為現代工業非常重要的加工工藝。

Abaqus廣泛應用于焊接的各個方面,可以解決進行焊接過程中的焊接過程中溫度場的計算、被焊工件應力應變計算、被焊工件變形分析、焊縫疲勞性能分析、焊接接頭殘余應力分析、焊接接頭微裂紋分析、焊接接頭氫擴散分析等。針對焊接的多物理場過程,abaqus提供了強大的熱固耦合分析功能,提供了83種隱式和顯式完全耦合單元,為用戶提供了極大的便利以及強大的功能。Abaqus中提供豐富的用戶子程序接口,包括:非均布載荷子程序(DLOAD),熱源子程序(DFLUX),接觸面摩擦行為子程序(FRIC)等。用戶可以根據熱源的具體參數采用FORTRAN建立熱源子程序,在計算過程中直接通過子程序接口(DFLUX)調用。對于焊接過程中的熱傳導問題,Abaqus還提供了強大的散熱(Film Condition)和熱輻射(Radiation)功能。

熔焊

選用隱式求解器Abaqus/Standard進行順序耦合熱固分析,先進行溫度場的計算,再根據溫度歷史來計算被工件的殘余應力和變形。

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壓焊

壓焊過程通常是一個涉及到接觸,熱傳導,大塑性應變的復雜過程。在用Abaqus進行仿真計算時選用顯式求解器Abaqus/Explicit來進行分析,采用熱力耦合的動態分析步(DynamicTemperature-displacement Explicit),進行完全熱力耦合分析。

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攪拌摩擦焊

對溫度場和流場進行模擬。仿真過程中將攪拌工具設為剛體,并采用ALE的方法用材料的運動來代替,攪拌工具的移動,以避免過大的網格畸變。

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釬焊

釬焊過程在焊縫處極易產生應力集中,焊縫周圍的殘余應力成為釬焊的一個重要關注對象。Abaqus提供豐富熱載荷形式,有面形熱流(Surface heat flux),體型熱流(Body heat flux),和集中熱流(Concentrated heat flux),同時還可以要根據焊接過程中的實際加熱情況建立場變量(DiscreteFields和 Analytical Fields)和熱載荷構建恰當的熱源模型。

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多層多道焊接

多層多道焊的模擬涉及到金屬的逐步填充問題。Abaqus提供強大的“生死單元”(ModelChange)技術,可以用來模擬焊料的逐步填充過程。焊接熱源通過假設焊縫所在單元具有內部熱生成模型,內部熱生成以熱生成強度來表示,即將有效的焊接熱輸入量換算成每道焊縫單元在單位體積,單位時間內的熱生成強度供給熱能,當所有焊接熱能都加到焊縫上后,內部熱停止生成。

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