一、前言
本文是对一焊件两个焊缝的凝固过程的温度场进行分析,焊缝及两钢板的材料为钢。
二、基本方法
使用有限元分析方法并且使用ANSYS分析软件。采用三维八节点热分析SOLID70单元,利用生死单元技术,对两个焊缝连续凝固的过程进行分析,本分析分6步进行,首先杀死一个焊缝的所有单元,进行稳态分析,得到温度的初始条件;进行瞬态分析,分析右焊缝的液固相变的转换过程;进行瞬态分析,分析右焊缝的凝固过程;激活焊缝的所有单元,进行短时间的瞬态分析,得到温度初始条件;进行瞬态分析,分析左焊缝的液固相变的转换过程;进行瞬态分析,分析左焊缝的凝固过程。分析时,采用英制单位。
三、条件
初始条件:焊接件的温度为70℉,焊缝的温度为3000℉。
对流边界条件:对流系数0.00005 Btu/(s·in2·℉),空气温度70℉。
四、物理性能表
材料属性 |
单位制 |
0℉ |
2643℉ |
2750℉ |
2875℉ |
3000℉ |
导热系数 |
Btu/(s·in·℉) |
0.5e-3 |
||||
密度 |
lb/in |
0.2833 |
||||
比热容 |
Btu/(lb·m·℉) |
0.2 |
||||
焓 |
Btu/in |
0 |
128.1 |
163.8 |
174.2 |
184.6 |
五、基本数据
底板尺寸:2in×1.2in×0.34in
上板尺寸:1in×1.2in×0.34in
焊角尺寸:R=0.17in
六、分析结果
根据以上的有限元模型,完成对焊件的稳态分析,焊缝相变分析,焊缝凝固分析后,得到温度分布图,如下所示。
有限元模型图
温度分布图(1s)
温度分布图(2s)
温度分布图(100s)
温度分布图(1000s)
温度分布图(1001s)
温度分布图(1100s)
温度分布图(2000s)
焊接过程中温度随时间变化曲线图
七、APDL命令流下载
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