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《實例2-焊縫的殘余應(yīng)力及溫度場分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、實例2---焊縫的殘余應(yīng)力及溫度場分析本實例說明瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合問題及死活單元的運用，其命令流方式給出了多級焊縫模式（完全模擬焊接這一連續(xù)的過程，但不考慮結(jié)構(gòu)分析的瞬態(tài)效應(yīng)，而只考慮熱分析的瞬態(tài)效應(yīng)），GUI操作方式給出了兩級焊縫模式（操作上兩級焊縫與多級焊縫本質(zhì)一致。均利用載荷步和死活單元）。該實例的難度稍大，建議讀者要在對ANSYS求解熱結(jié)構(gòu)耦合問題以及非線性問題（主要指塑性問題）有一定的了解之后學(xué)習(xí)；否則很難真正弄明白。7.6.1問題描述如圖7-85所示為焊縫的剖面示意圖，用鋁焊將鋼和銅接在一起，求在焊接后的焊接殘余應(yīng)力以及在焊接過程
2、中的溫度變化。假定沒有對流和輻射，結(jié)構(gòu)左面固定約束，左右兩邊界均給定20℃的溫度約束。從左至右的材料了依次是鋼、鋁和銅。其中鋼和銅的初始溫度是環(huán)境溫度20℃，鋁是1500℃。圖7-85焊縫模型簡圖各種材料的屬性見表7-4材料攝氏溫度℃彈性模量Pa屈服強度Pa切變模量Pa材料密度kg/m3泊淞比傳熱系數(shù)W/（m℃）線脹系數(shù)1/℃比熱容J/(kg℃)鋼201.93e111.2e91.93e1080300.2916.31.78e-55025001.5e110.933e91.5e1010000.7e110.435e90.7e1015000.1e1
3、10.07e90.1e1020000.01e110.007e90.01e10銅201.17e110.9e91.17e1089000.33931.66e-53855000.9e110.7e90.9e1010000.3e110.23e90.3e1015000.05e110.04e90.05e1020000.005e110.004e90.005e10鋁201.02e110.8e91.02e1048500.37.449.36e-65445000.5e110.4e90.5e1010000.08e110.07e90.08e1015000.001e11
4、0.001e90.001e1020000.0001e110.0001e90.0001e107.6.2GUI操作方式1、定義工作文件名及工作標(biāo)題（1）定義工作文件名：執(zhí)行UtilityMenu/File/ChangeJobname對話框中輸入文件名Weld,單擊OK按鈕。（2）定義工作標(biāo)題：執(zhí)行UtilityMenu/File/ChangeTitle對話框中輸入文件名Weld,單擊OK按鈕。（3）關(guān)閉坐標(biāo)符號顯示：執(zhí)行UtilityMenu/Plotctrls/WindowControls/WindowOptions命令，彈出WindowO
5、ptions對話框。在Locationoftriad下拉列表框中選擇NOShown選項,單擊OK按鈕。1、定義單元類型及材料屬性（1）定義單元類型：執(zhí)行MainMenu/Preprocessor/ElementType/Add/Edit/Delete命令，彈出ElementTypes對話框。單擊Add按鈕，彈出LibraryofElementTypes對話框，如圖7-86所示。在左右列表框中分別選擇CoupledField和VectorQuad13選項，單擊OK按鈕。圖7-86LibraryofElementTypes對話框（2）設(shè)置單元
6、選項：單擊ElementTypes對話框的Options按鈕，彈出PLANE13elementtypeoptions對話框，如圖7-87所示。在K1和K3下拉列表框中分別選擇UXUYTEMPAZ及Planestrain選項，單擊OK按鈕，單擊Close按鈕。圖7-87PLANE13elementtypeoptions對話框（3）定義材料的彈性模量：執(zhí)行MainMenu/Preprocessor/MaterialProps/MaterialModels命令，彈出DefineMaterialModelBehavior窗口。雙擊Material
7、ModelAvailable列表框中的Structural/Linear/Elastic/Isotropic選項，彈出如圖7-88所示的LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1對話框，連續(xù)單擊4次AddTemperature按鈕，生成表格。在Temperature文本框中分別輸入20，500，1000，1500，2000，在EX文本框中分別輸入鋼材在各溫度時刻對應(yīng)的彈性模量，在PRXY文本框中輸入對應(yīng)的泊淞比。單擊Graph按鈕，顯示鋼材彈性模量隨溫度的變化曲線，如圖7-89所示。圖7-88L
8、inearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1對話框圖7-89鋼材彈性模量隨溫度的變化曲線（4）設(shè)置材料的線脹系數(shù)：執(zhí)行MainMenu/Preproce
