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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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zhangfeiniu

新虫 (初入文坛)

[求助] ansys焊接热应力分析温度场是对的，残余应力分布是错的 已有2人参与

ansys模拟温度场的分析是正确的，可以模拟出来冷却到常温，但是用间接法做应力分析时，得到的应力分布图是错的，就是焊接过程结束后，冷却阶段应力分布没有明显变化，不知道是什么原因，下面是我的部分代码
/SOL
TUNIF,20
TREF,20
ANTYPE,TRANS           !瞬态分析类型  
TRNOPT,FULL            !指定瞬态分析方法为完全法
TIMINT,ON                  !打开瞬态效应，即打开自动时间加载
AUTOTS,ON                  !使用自动时间步长跟踪  
TINTP,,,,1,,,,,,           !设置一阶瞬态积分参数为1，以便瞬态时间积分采用欧拉向后差分算法
LNSRCH,ON   
NROPT, FULL                        !使用完全的Newton-Raphson（牛顿-拉普森选项）   
*SET,LSIZE,0.001                   !节点间距
*SET,U1,21                         !电压  
*SET,I1,120                      !电流
*SET,n1,0.70                       !热效率   
*SET,Q1,(U1*I1*n1)  
*SET,pi,3.1415926   
*SET,rb1,0.003                     !高斯函数参数  
*SET,QMAX1,( Q1/(2*pi*rb1**2))  
*SET,R1,0.0045                      !加热斑点有效半径   
*SET,TINC,0.2                   !时间步长   
*SET,TI,10                         !焊接时间
*SET,v1,0.01                      !MIG焊枪焊接速度
*SET,L,0.1                         !焊接距离
*SET,NUM_TIME,TI/TINC+1                 !热流密度表各维大小
*SET,NUM_X,L/LSIZE+1
*SET,NUM_z,61   
*DIM, FLUX1, TABLE, NUM_X,NUM_z,NUM_TIME,X,z,TIME      !定义数组变量  
*DO,K,1,NUM_TIME,1                         !开始焊接循环  
*DO,I,1,NUM_X,1                            !初始化热源移动方向上的X坐标
*SET,FLUX1(I,0,K),(I-1)*LSIZE   
*ENDDO  
*DO,J,1,NUM_z,1                            !初始化热源移动方向上的z坐标
*SET,FLUX1(0,J,K),(J-1)*LSIZE   
*ENDDO  
*SET,X1,v1*(K-1)*TINC                      !设置热源中心点的坐标，使热源移动起来  
*SET,z1,0.03
*DO,I,1,NUM_X,1
*DO,J,1,NUM_z,1
!计算焊接方向上各点到热源中心点的距离
*SET,DISTANCE1,SQRT(((I-1)*LSIZE-X1)**2+((J-1)*LSIZE-z1)**2)
*IF,DISTANCE1 ,LE,R1,THEN                  !在半径为R的圆形域内加载热流密度  
*SET,FLUX1(I,J,K),QMAX1/EXP(1/2*DISTANCE1**2/(rb1**2))  
*ELSE            !其他区域的高斯热流密度为0
*SET,FLUX1(I,J,K),0
*ENDIF  
*ENDDO  
*ENDDO  
*SET,FLUX1(0,0,K),(K-1)*TINC
*ENDDO               !瞬态计算整个表格的热流密度值
TUNIF,20,   
TREF,20
SFA,4,1,CONV,-1,20  
SFA,15,1,CONV,-1,20
SFA,8,1,CONV,-1,20  
SFA,14,1,CONV,-1,20
SFA,10,1,CONV,-1,20
SFA,6,1,CONV,-1,20  
SFA,5,1,CONV,-1,20  
SFA,12,1,CONV,-1,20
SFA,16,1,CONV,-1,20
SFA,1,1,CONV,-1,20  
SFA,13,1,CONV,-1,20
SFA,9,1,CONV,-1,20  
SFA,3,1,CONV,-1,20  
/solu   
TIME,10 !设置求解时间
AUTOTS,1
KBC,1   
DELTIM,0.2,0.2,0.2,1         !使用前一载荷步的终止时间为下一载荷步的其实时间
TSRES,ERASE                  !消除上一载荷步所加的热流载荷密度  
SFA,11,1,HFLUX, %FLUX1%     !给选定的面9施加热流密度 TSRES,ERASE
OUTRES,ALL,ALL,               !将所有的求解信息写入数据库  
solve   
SFADELE,11,,HFLUX   
TIME,20
AUTOTS,1
NSUBST,20,20,20
KBC,1   
TSRES,ERASE
solve   
TIME,50
AUTOTS,1
NSUBST,30,30,30
KBC,1   
TSRES,ERASE
solve   
TIME,350
AUTOTS,1
NSUBST,30,30,30
KBC,1   
TSRES,ERASE
solve   
save
FINISH  
/PREP7  
/COM,  Structural   
ETCHG,TTS   
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,20
MPTEMP,2,300
MPTEMP,3,430
MPTEMP,4,530
MPTEMP,5,700
MPTEMP,6,1300   
MPDATA,EX,1,,4.5E10
MPDATA,EX,1,,2.5e10
MPDATA,EX,1,,1.93e10
MPDATA,EX,1,,1.37e10
MPDATA,EX,1,,4e9
MPDATA,EX,1,,4e9
MPDATA,PRXY,1,,0.34
MPDATA,PRXY,1,,0.34
MPDATA,PRXY,1,,0.34
MPDATA,PRXY,1,,0.34
MPDATA,PRXY,1,,0.34
MPDATA,PRXY,1,,0.34
TB,BKIN,1,6
TBTEMP,20,1
TBDATA,1,145E6,16E9
TBTEMP,300,2
TBDATA,1,25E6,9E9   
TBTEMP,430,3
TBDATA,1,16E6,0.8E9
TBTEMP,530,4
TBDATA,1,16E6,0.8E9
TBTEMP,700,5
TBDATA,1,15E6,0.2E9
TBTEMP,1300,6   
TBDATA,1,15E6,0.2E9
TUNIF,20
TREF,20
ANTYPE,TRANS           !瞬态分析类型  
TRNOPT,FULL            !指定瞬态分析方法为完全法
KBC,1                     !阶跃性加载  
TIMINT,ON                  !打开瞬态效应，即打开自动时间加载
AUTOTS,ON   
FINISH  
/SOLU   
FLST,2,3,4,ORDE,3   
FITEM,2,9   
FITEM,2,21  
FITEM,2,25  
!*  
/GO
DL,P51X, ,UX,   
*DO,I,1,50  
LDREAD,TEMP,,,0.2*I,0,'g34','rth',' ' !读入热分析的计算结果   
OUTRES,ALL,ALL,
TIME,0.2*I  
DELTIM,0.2,0.075,0.2,1  
SOLVE   
*ENDDO  
*DO,I,1,20  
LDREAD,TEMP,,,10+I*0.5,0,'g34','rth',' '
OUTRES,ALL,ALL,
TIME,10+I*0.5   
DELTIM,0.5,0.5,1,1  
SOLVE   
*ENDDO  
*DO,I,1,80  
LDREAD,TEMP,,,20+I,0,'g34','rth',' '
OUTRES,ALL,ALL,
TIME,20+I   
DELTIM,1,1,1,1  
SOLVE   
*ENDDO  
*DO,I,1,80  
LDREAD,TEMP,,,100+I,0,'g34','rth',' '   
OUTRES,ALL,ALL,
TIME,100+I  
DELTIM,1,1,1,1  
SOLVE   
*ENDDO  
FINISH
ansys焊接热应力分析温度场是对的，残余应力分布是错的
应力分布图.jpg
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1楼 2013-11-26 16:07:52
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

htbbzzg

铁杆木虫 (著名写手)
★
1592203609: 金币+1, 谢谢回帖 2013-11-28 12:52:26
抱歉，最近太忙，没有时间试算你的问题。只能简单看一下你的命令流，提一点问题：
好像你的材料数据有问题：
  1. 你这段命令流中似乎没有定义热膨胀系数 - APLX，不知其它部分是否定义过。你的应力图没有标尺，所以无法判断是否确实缺少了热膨胀系数的定义。
  2.  高温时的弹性模量和切线模量似乎太大了，我看到的一些焊接热应力分析问题中，1300 度左右时，弹性模量和切线模量的量级比常温时低 4～5 个数量级，而你的弹性模量和切线模量，在 1300 度时只比常温降低了不到两个量级。这样，高温时变形偏小，降温后应力应变就不会大。
    主要原因可能是第一条 (不知道是不是我弄错了)。
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4楼2013-11-27 18:07:03
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htbbzzg

铁杆木虫 (著名写手)
如果你确实已经定义过热膨胀系数，那就不是这个问题；不过你说的那本书的说法肯定是错误的，如果按照那种说法，高温下材料就不可能软化甚至熔化了。高温下的材料性能最好用实测值，如果取常温情况的 10％，也需要弄清楚所说的高温是多少度，不是任何温度都能这样做的。。
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6楼2013-11-28 15:30:36
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普通回帖

fangdian

木虫 (正式写手)
zhangfeiniu: 回帖置顶 2013-11-27 14:23:14
检查一下你每一步读入的温度场数据有问题吗？
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2楼2013-11-26 22:13:27
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zhangfeiniu

新虫 (初入文坛)
zhangfeiniu: 回帖置顶 2013-11-27 14:06:07
引用回帖:
2楼: Originally posted by fangdian at 2013-11-26 22:13:27
检查一下你每一步读入的温度场数据有问题吗？

温度场每一步的结果我都看了的，没有问题啊LDREAD,TEMP,,,100+I,0,'g34','rth',' '还是这句程序有问题？？
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3楼2013-11-27 10:36:24
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zhangfeiniu

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
4楼: Originally posted by htbbzzg at 2013-11-27 18:07:03
抱歉，最近太忙，没有时间试算你的问题。只能简单看一下你的命令流，提一点问题：
好像你的材料数据有问题：
  1. 你这段命令流中似乎没有定义热膨胀系数 - APLX，不知其它部分是否定义过。你的应力图没有标尺，所 ...

您好，热膨胀系数在温度场的模拟参数部分定义过了，第二点是，我在一本书上看到说，高温时的弹性模量和切线模量最好是常温的10%左右，取太小的话结果会不准确。
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5楼2013-11-28 12:38:07
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zhangfeiniu

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
6楼: Originally posted by htbbzzg at 2013-11-28 15:30:36
如果你确实已经定义过热膨胀系数，那就不是这个问题；不过你说的那本书的说法肯定是错误的，如果按照那种说法，高温下材料就不可能软化甚至熔化了。高温下的材料性能最好用实测值，如果取常温情况的 10％，也需要弄 ...

哦哦，我自己记得乱七八糟，找到书再仔细看了一下，说的是：对于力学的熔点温度以上的屈服应力和加工硬化系数，为了计算的稳定性和精度，通常将它们设定为常温值的1%~10%左右，如果设置值过小，则计算时间和计算误差就会增大。
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7楼2013-11-28 18:59:09
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lvss2007

新虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

你温度场计算冷却温度的时间步和你后续计算应力时候读取的温度结果时间步不一致，理论是可以对温度场结果通过线性差值得到，但是这样做就会有误差了，我觉得如果你想在应力场用那样的时间步计算的话，在温度场最后也用这样的时间步计算
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8楼2014-04-14 23:40:45
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suisuinian

新虫 (初入文坛)
你好，打扰了。我最近也准备做类似问题，想找些书籍先了解一下。想问问你都参考过什么书？谢谢。
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9楼2015-11-28 22:59:48
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李朋飞619

铜虫 (小有名气)
不知你解决了没有？我也是这个问题
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10楼2016-03-26 01:50:15
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