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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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杜杜杜茄子

新虫 (小有名气)

[求助] ansys体热源温度场应力场 已有1人参与

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1楼 2023-02-18 13:16:29
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杜杜杜茄子

新虫 (小有名气)
引用回帖:
5楼: Originally posted by htbbzzg at 2023-02-21 08:46:40
请你对自己的问题做一个详细的介绍，并提供完整的计算模型 (最好是命令流)，以便进行分析、讨论。

老师，您好，我在学习用ansys体生热率热源做t型钢板的温度场和应力场的分析，用的是一篇博士论文里的数据，工况是两层焊缝，第一层焊接速度为0.01m/s，第二层为0.005m/s，中间间隔10s，焊后冷却1800s，算出来的温度场结果有问题。
主要的问题就是两层焊缝的第一个荷载步和最后一个荷载步对应的温度会升高，而且两层焊缝的温度不一样。第一层两端为3000度左右，中间的荷载步为2000度，第二层两端为1800度，中间为1600度左右，而论文里都是1880左右。
下面是命令流

!******************************第一部分进行温度场分析******************************
/com, units: SI, m - degree C - W - kg -sec - J
!/title,the drive force of solidification crack

/prep7
et,1,solid70
!******************************定义热分析物理参数************************************
mptemp,1,0,250,500,750,1000,1500,1700,2500                         !定义材料温度区间(C)                 
mpdata,dens,1,1,7850,7700,7600,7550,7500,7350,7300,7100         !定义材料密度(kg/m3)
mpdata,kxx,1,1,50,45,40,30,26,35,140,145              !热传导系数(W/(m*K))(考虑熔池对流）
mpdata,c,1,1,458,482,536,677,671,661,781,825                  !比热容(J/kg/K)
*dim,conve,table,8,1,1,temp         !考虑辐射和对流的总换热系数(W/m^2*K)，加载时按对流加载  ，定义8行、1列、1面的数组
conve(0,1,1)=1
conve(1,0,1)=0
conve(1,1,1)=5               
conve(2,0,1)=250
conve(2,1,1)=30
conve(3,0,1)=500
conve(3,1,1)=50
conve(4,0,1)=750
conve(4,1,1)=97               
conve(5,0,1)=1000
conve(5,1,1)=150
conve(6,0,1)=1500
conve(6,1,1)=300
conve(7,0,1)=1700
conve(7,1,1)=307
conve(8,0,1)=2500
conve(8,1,1)=351
!******************************定义应力分析参数***************************************                       
mpdata,ex,1,1,20E10,  17.8E10 ,13.5E10 ,11E10 ,0.7E10 ,0.5E10 ,0.5E10,0.1E10    !定义弹性模量

tb,bkin,1,6                                                        !定义屈服强度和切变模量                                                                                                            
tbtemp,20,1                                                                                                            
tbdata,1,235e6,2.06e10
tbtemp,100,2
tbdata,1,220e6,2.03e10      
tbtemp,500,3
tbdata,1,160e6,1.47e10
tbtemp,800,4
tbdata,1,75e6,0.198e10
tbtemp,1000,5
tbdata,1,12e6,0.07e10
tbtemp,1500,6
tbdata,1,1e6,0.07e10

mpdata,alpx,1,1,1.1e-5,1.25e-5,1.4e-5,1.3e-5,1.3e-5,1.3e-5,1.3e-5,1.3e-5       !定义线膨胀系数(考虑凝固收缩中的固液区）
mpdata,prxy,1,1,0.29,0.29,0.39,0.39,0.39,0.39            !定义泊松比


!******************************建模型***********************************************
K, 1,0.0875,0,0
K, 2,0.0875,0.016,0
K, 3,0.0045,0.096,0
K, 4,-0.0045,0.096,0
K, 5,-0.0875,0.016,0
K, 6,-0.0875,0,0
K, 7, 0.0045, 0.024,0
K, 8,-0.0045, 0.016,0
K, 9,-0.0025, 0.016,0
K,10,0.0115, 0.016,0
k,11,0.0075, 0.016,0
k,12,0.0025, 0.152/7,0
K,13,-0.0045, 0,0
K,14,0.0115, 0,0
K,15,-0.0045, 0.024,0
K,16,-0.006, 0.016,0
K,17,-0.006, 0,0
K,18,0.013, 0.016,0
K,19,0.013, 0,0

A,1,2,18,19
A,3,4,15,7
A,5,6,17,16
A,8,13,14,10
A,9,11,12
A,11,10,7,12
A,10,14,19,18
A,8,9,7,15
A,16,17,13,8

VEXT, 1, , ,,,0.2
VEXT, 2, , ,,,0.2
VEXT, 3, , ,,,0.2
VEXT, 4, , ,,,0.2
VEXT, 5, , ,,,0.2
VEXT, 6, , ,,,0.2
VEXT, 7, , ,,,0.2
VEXT, 8, , ,,,0.2
VEXT, 9, , ,,,0.2

/facet,norml
vglue,all                                                       !粘连所有体



!************************************体10************************************
LESIZE,20,,,2
LESIZE,22,,,2
LESIZE,100,,,2
LESIZE,102,,,2

LESIZE,18,,,5
LESIZE,21,,,5
LESIZE,63,,,5
LESIZE,101,,,5

LESIZE,61,,,80
LESIZE,66,,,80
LESIZE,45,,,80
LESIZE,67,,,80

MSHAPE,0,3D$MSHKEY,1
mat,1
type,1
VMESH,10
!************************************体5************************************
LESIZE,65,,,80
LESIZE,18,,,5
LESIZE,19,,,5
LESIZE,17,,,10
LESIZE,63,,,5
LESIZE,64,,,5
LESIZE,62,,,10

mshkey,0
mshape,1

mat,1
type,1
VMESH,5



!************************************体3************************************
LESIZE,49,,,10
LESIZE,47,,,10
LESIZE,10,,,10
LESIZE,12,,,10

LESIZE,50,,,25
LESIZE,51,,,25
LESIZE,52,,,25
LESIZE,53,,,25

LESIZE,46,,,4
LESIZE,48,,,4
LESIZE,9,,,4
LESIZE,11,,,4
MSHAPE,0,3D$MSHKEY,1
mat,1
type,1
VMESH,3
!************************************体1************************************
LESIZE,2,,,10
LESIZE,4,,,10
LESIZE,31,,,10
LESIZE,33,,,10

LESIZE,34,,,25
LESIZE,35,,,25
LESIZE,36,,,25
LESIZE,37,,,25

LESIZE,1,,,4
LESIZE,3,,,4
LESIZE,30,,,4
LESIZE,32,,,4

MSHAPE,0,3D$MSHKEY,1
mat,1
type,1
VMESH,1
!************************************体2************************************
LESIZE,7,,,3
LESIZE,5,,,3
LESIZE,40,,,3
LESIZE,38,,,3

LESIZE,6,,,9
LESIZE,8,,,9
LESIZE,39,,,9
LESIZE,41,,,9

LESIZE,42,,,80
LESIZE,43,,,80
LESIZE,44,,,80

MSHAPE,0,3D$MSHKEY,1
mat,1
type,1
VMESH,2
!************************************体13************************************
LESIZE,107,,,1
LESIZE,25,,,1

LESIZE,108,,,7
LESIZE,27,,,7


LESIZE,58,,,80
LESIZE,65,,,80

mshkey,0
mshape,1
mat,1
type,1
vmesh,13
!************************************体14************************************
LESIZE,55,,,8
LESIZE,54,,,8
LESIZE,56,,,8
LESIZE,15,,,8
LESIZE,14,,,8
LESIZE,13,,,8


LESIZE,59,,,80
LESIZE,60,,,80


mshkey,0
mshape,1
mat,1
type,1
vmesh,14
!************************************体11************************************
mshkey,0
mshape,1
mat,1
type,1
vmesh,11

!************************************体12************************************
mshkey,0
mshape,1
mat,1
type,1
vmesh,12
!**************************************合并重合点*************************************
nummrg,all
alls                           
!***************************************死亡************************************************
/solu
/auto,1
/replot
alls
eplot
vsel,s,,,10
vsel,a,,,5
eslv,s,1
eplot
ekill,all      
alls
esel,s,live
eplot
!************************施加对流边界条件******************************
esel,s,live
ASEL,S,ext
NSLA,S,1
SF,ALL,CONV,%CONVE%,30
ALLS
!************************************非线性求解选项****************************************
/solu
antype,4
trnopt,full
pred,on
solcontrol,on
nropt,full,,on
cutcontrol,plslimit,10
lnsrch,on
autots,on
tintp,,,,1,,
timint,on
tref,30
kbc,0
neqit,50
outres,all
!****************************************定义变量*******************************************            
!HGEN=Q/A*V*DT!!
!A为焊缝的横截面积
!V为焊接速度
!DT为每个载荷步的时间
!Q=K*U*I*DT!!
!K为焊接热源的热效率
!U为焊接电压
!I为焊接电流
!*******************************************稳态分析*********************************************
timint,off
alls
ic,all,temp,30
alls
nsla,u,1            
sf,all,conv,%conve%,30         
time,1e-5                       
deltim,1e-5,1e-5,1e-5
kbc,1
allsel,all
solve
eplot
!********************************************第一道焊缝瞬态分析*******************************************
j=0.5               !
zmin=-1E-5                     
zmax=0.005+1E-5               !
zd=0.005   
!***************************************计算生热率******************************************
K=0.75
U=31
I=270
A=28e-6
V=0.01
DT=0.5               !
HGENUM=(K*U*I)/(A*V*DT)
timint,on
*do,i,1,40               !
/solu                       
vsel,s,,,5
eslv,s,1               
nsle,s,all
nsel,r,loc,z,zmin,zmax
esln,s,all
ealive,all                                                               
eplot
bfe,all,hgen,,HGENUM                              
time,j
deltim,0.5,0.5,0.5            
alls
solve

vsel,s,,,5
eslv,s,1
                 
nsle,s,all
nsel,r,loc,z,zmin,zmax
esln,s,all
eplot

bfedele,all,hgen   

j=j+0.5
zmin=zmin+zd
zmax=zmax+zd
*enddo
alls
eplot
!*************************************第一道焊后冷却过程*************************************************

*do,i,41,50               !
/solu
time,j
deltim,1,1,1
alls
solve
j=j+1
*enddo
!********************************************第二道焊缝瞬态分析*******************************************
j=j+0.25
zmin1=-1E-5                     
zmax1=0.0025+1E-5
zd1=0.0025  
!***************************************计算生热率******************************************
A1=28e-6
V1=0.005
HGENUM1=(K*U*I)/(A1*V1*DT)
timint,on
*do,i,51,130               !
/solu                  
vsel,s,,,10
eslv,s,1         
nsle,s,all
nsel,r,loc,z,zmin1,zmax1
esln,s,all
ealive,all
eplot
bfe,all,hgen,,HGENUM1                                 
time,j                     
deltim,0.5,0.5,0.5            
alls
solve
vsel,s,,,10
eslv,s,1               
nsle,s,all
nsel,r,loc,z,zmin1,zmax1
esln,s,all
eplot
bfedele,all,hgen   
j=j+0.5
zmin1=zmin1+zd1
zmax1=zmax1+zd1
*enddo
alls
eplot
!*************************************第二道焊后冷却过程*************************************************

*do,i,131,310
/solu
time,j
deltim,10,10,10
alls
solve
save
j=j+10
*enddo

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6楼2023-02-21 12:28:10
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杜杜杜茄子

新虫 (小有名气)
各位老师好，我在学习ansys模拟焊缝残余应力时，仿照一篇论文的数据做的，出现了一些问题：
1.在温度场中，第一层热源温度为2000多度，第二层为1600多度，论文里1900都为左右；且第一层焊缝焊到末尾时温度突然上升到3000多度；后处理时，取焊缝背面中心节点热循环曲线时温度比论文里的数据小很多；
2.应力场中，仿照论文里的约束方式，在立板顶端施加三向约束，得到的残余应力云图形状是错的，请大佬们帮忙指点！

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2楼2023-02-18 13:18:26
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杜杜杜茄子

新虫 (小有名气)
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2楼: Originally posted by 杜杜杜茄子 at 2023-02-18 13:18:26
各位老师好，我在学习ansys模拟焊缝残余应力时，仿照一篇论文的数据做的，出现了一些问题：
1.在温度场中，第一层热源温度为2000多度，第二层为1600多度，论文里1900都为左右；且第一层焊缝焊到末尾时温度突然上升到 ...

这是应力场图片

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3楼2023-02-18 13:19:59
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杜杜杜茄子

新虫 (小有名气)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 杜杜杜茄子 at 2023-02-18 13:19:59
这是应力场图片
...

发不了图片，请私聊

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4楼2023-02-18 13:24:04
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