十字接头双侧填丝焊焊接热过程数值模拟..doc

2014年 春 季学期研究生课程考核 （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 学术型 考核结果 阅卷人 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 十字接头双侧填丝焊接（板厚10mm,其它自定） 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: ADD 0 0 0 0.08 0 0 0.1 0 0 0.12 0 0 DUPLICATE TRANSLATIONS 0 0.006 0 POINTS ALL: EXIST PTS: ADD 0.074 0.006 0 0.126 0.006 0 0.2 0.006 0 DUPLICATE TRANSLATIONS 0 0.006 0 POINTS 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： （3）二维网格划分 运用AUTOMESH CURVE DIVISIONS FIX # DIVISIONS: #DIVISIONS4 APLLY CURVE DIVISIONS 选择图形中两个小三角形的边界，右键确定 运用SUBDIVIDE DIVISIONS x y z BIAS FACTORS x y z CURVES 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： 下面进行网格划分。网格划分结果如图3所示。 AUTOMESH 2D PLANAR MESHING QUAD MESH! 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 EXPAND TRANSLATIONS 0 0 0.002 REPETITION 25 ELEMENT ALL:EXIST RETURN SWEEP: ALL RETURN RENUMBER: ALL 得到的三维实体网格如下图所示： SELECT ELEMETS：SETTING STORE SET1 选择焊道单元，确定 ELEMETS：SETTING STORE SET2 选择焊道单元，确定 施加材料性能 MATERIAL PROPERTIES ISOTROPIC YOUNGER’S MODULUS 2.1E11 POISSON’S RATIO 0.33 MASS DENSITY 7800 PLASTICITY:ELASTIC-PLASTIC INITIAL YIELD 2.5E8 RETURN THERMAL EXP. 1.2E-5 RETURN RETURN 如图所示： HEAT TRANSFER CONDUCTIVITY 40 RETURN SPECIFIC HEAT 500 RETURN MASS DENSITY 7800 RETURN 如图所示： ADD ALL: EXIST RETURN RETURN 以上认为母材和焊道单元的材料性能是一样的。 建立焊接路径 MODELING TOOLS WELD PATHS NEW（weldpath1） PATH INPUT METHOD NODES:ADD 在模型上，利用节点法，选择起弧点和节弧点。 ORIENTATION INPUT METHOD NODES ADD 并选择三角形直角顶点上的点。 两条焊缝都要定义。 NEW（weldpath2） PATH INPUT METHOD NODES:ADD 在模型上，利用节点法，选择起弧点和节弧点。 ORIENTATION INPUT METHOD NODES ADD 并选择三角形直角顶点上的点。 建立焊道 WELD FILLERS NEW ELEMENTS ADD SET SET1 NEW ELEMENTS ADD SET SET2 施加边界条件 1焊接温度场的边界条件 BOUNDARY CONDITIONS NEW THERMAL MORE