Abaqus模擬焊接

1、abaqus模擬焊接基于fortran的熱源子程序1 概述abaqus的二次開發(fā)一般用python ，而 abaqus中應(yīng)用到的子程序（包括材料和載荷等）用 fortran編寫。 abaqus的子程序接口比較多，在模擬焊接時(shí)對(duì)熱源的描述只能采用子程序的方式進(jìn)行加載。2 熱源焊接時(shí)的熱源其實(shí)是比較復(fù)雜的，但是為了便于計(jì)算，比較常用的做法是將熱源采用高斯函數(shù)的形式進(jìn)行描述。其形式如下，分別是直角坐標(biāo)系下和極坐標(biāo)系下。這個(gè)方程的坐標(biāo)值是基于熱源中心的坐標(biāo)，熱源形式如圖1 所示：圖 1 熱源分布3 建模（1）part 建立一個(gè)矩形平板如圖2。圖 2 part （2）property 定義材料屬性，熱導(dǎo)

2、率（conductuvity），密度（ density ），彈性模量（ elastic ），膨脹系數(shù)（ expansion ）、塑性參數(shù)（plastic ）、比熱容（ specific heat）。圖 3 property （3）assembly 建立組件。（4）step 焊接模擬如果只求溫度場(chǎng)，那么就建立heat transfer載荷步，如果需要熱應(yīng)力，那么就需要建立耦合分析步，couple temp-displacement 。定義兩個(gè)載荷步分別是焊接過程和冷卻過程，同時(shí)打開大變形。圖 4 step 根據(jù)需要設(shè)置fieldoutput輸出場(chǎng)數(shù)據(jù)和歷史輸出數(shù)據(jù)history output.

3、（5）interaction 平板的所有表面與外界存在對(duì)流傳熱，需要定義對(duì)流傳熱屬性，對(duì)流傳熱系數(shù)film condition，定義的時(shí)候還需要指定外界的溫度。圖 5 interaction （6）load 焊接熱源屬于體熱源，需要定義body heat flux，熱源只作用于第一個(gè)載荷步，體熱源的作用對(duì)象是所有的體，不單單是焊接那一部分。定義熱源時(shí)選擇用戶自定義（user-defined），由子程序加載。圖 6 heat flux 然后施加約束。再然后通過predefined field manager管理器定義初始溫度。圖 7 predefined field （7）mesh 單元類型同樣

4、根據(jù)載荷步選擇，熱結(jié)構(gòu)耦合單元對(duì)應(yīng)的 coupled temperature-displacement類型。圖 8 mesh （element type-coupled temperature-displacement）（8）job 創(chuàng)建 job ，并且指定需要加載的用戶子程序。圖 9 job （subroutine）（9）submit 生成 input file，求解運(yùn)算。4 用戶子程序熱源采用 fortran編寫，主要格式如下：subroutine dflux(flux,sol,jstep,jinc,time,noel,npt,coords,jltyp,1 temp,press,sname)include aba_param.incparameter(one=1.d0,three=3.d0)dimensioncoords(3),flux(2),time(2)character *80 snamereturn中間為過程中間為過程中間為過程end subroutinedflux!jstep,jinc 為當(dāng)前傳到用戶子程序的step 和 increment值；!time （ 1）、 time(2) 為當(dāng)前 step time 和 incrementtime的值；!noel ，npt 為積分點(diǎn)所在單元的編號(hào)和積分