simufact.welding教程5.0第五章-大热源简化

5 大热源简化（Thermal-cycle ，热循环曲线）

2 目录

5.1新建工程 (3)

5.2导入网格文件 (5)

5.3定义材料 (7)

5.4定义边界条件 (9)

5.5定义节点组 (15)

5.6创建焊接轨迹 (17)

5.6.1定义焊接路径 (17)

5.6.2定义焊接参数及热源模型 (18)

5.7设置焊枪与焊枪方向 (21)

5.8仿真设置 (26)

5.9运行计算 (27)

关键词：

大热源简化、3D

教程级别：

焊接仿真基础培训、Simufact.welding基础培训。

主要内容：

本章节讲述在Simufact.welding软件的GUI界面中如何进行焊接仿真的设置与计算，特别针对大热源简化方法（Thermal cycle）。

3 5.1 新建工程

打开Simufact.welding ，新建一个工程。可以通过点击Project – New – New project 来新建，也可以通过快捷键Ctrl+N 来操作。

图5.1 新建工程

将工程命名为TC-Tutorial ，然后指定该工程保存的路径地址，点击OK 完成操作。请将路径设置在一个容易记忆的位置，方便日后的调用和查看。（注：存放路径及工程名称中不可含有中文）

图5.2 新命名 – 输入工程名，指定存放路径

接下来，就是一个初始化界面。在这个界面中，可以指定焊接件、边界支撑、边界固定、边界夹持、焊枪的个数，还有一些其他参数的设定。

所有的这些参数，在进入主界面之后，都是可以返回来重新修改的。这个界面的意义，在于让用户在进行焊接仿真计算之前，就对自己所要分析的项目有个清晰的认识，包括仿真的目的，仿真涉及的工件和边界条件等等。

在界面下方，有一个交互式的帮助窗口，当鼠标指针滑过某个指令或者参数时，帮助窗口内会显示相应的帮助信息来对该条目进行解释，方便用户理解（按住Ctrl能够锁定帮助信息）。

图5.3 初始化界面–选择各组件的初始化数目

请在初始化界面中定义以下参数的数目：

●工艺类型process typ：arc welding（弧焊）

●环境温度Ambient temperature：20℃。

●重力方向Gravity：不必勾选。

●对称设置Use symmetry plane：不必勾选。

●焊接件Components：2。

●边界支撑：1。

●边界固定：0。

●边界夹持：1。

●焊前点固：1。

●焊枪：1。

此外，你可以在右侧的Description栏中输入任何你想做的标注和说明，这些对仿真的计算过程和结果都是没有任何影响的。

点击OK确认之后，将进入主界面。所有在初始化界面中预定义好的各组件数目都自动地在进程树中生成了。这就是软件的GUI界面。

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图5.4 主界面 – 软件的GUI 界面

主界面可以分成6块区域：

1. 主菜单/工具栏：保存、编辑、修改、查看等等命令。

2. 进程树Explorer ：当前工程中包含的所有进程（也许不止一个进程）。

5. 备用区Catalog ：所有可用的资源库。

4. 可视化窗口：前后处理显示界面，可以进行平移、转动、缩放和选取等操作。

5. 属性Properties ：显示所选项的属性。

6. 状态显示栏：查看当前仿真进行的程度及启动/停止按钮。

5.2 导入网格文件

完成上述的初始化之后，就可以导入网格模型了。焊接件网格是仿真的基本要素，夹具的作用位置以及焊接轨迹的选择都依赖于焊接件的网格模型。

Simufact.welding 软件允许用户一次性导入多个网格模型文件，在备用区，鼠标右键单击Geometries ，定位到网格模型的存放路径，或者直接导入Library 库中的相应模型。

图5.5 导入网格模型

支持导入的网格模型文件类型包括三种：

●*.arc：Simufact的网格文件格式。

●*.spr：Simufact包含计算结果的网格文件格式。

●*.bdf：NASTRAN的网格文件格式。（通用标准格式）

在本教程中。我们将一次性导入两个文件：T-vert.bdf、T-hor.bdf。在导入过程中，会出现以下界面：

图5.6 导入网格模型–选择正确的导入单位

导入时的单位选择是很重要的。单位的选择取决于在CAD软件或网格划分软件中模型文件的设置。当然，导入之后我们可以使用测量工具来检查模型的单位是否正确，如若发生错误，可以在备用区双击模型，修改导入单位来进行纠正。在本案例中，导入单位选择Millimeter，勾选上Use for all geometries选项。在后续弹出的对话框中，点击Import 导入，即可。

导入的模型存放在备用区Catalog的模型Geometries区。接下来，只需要将备用区的模型赋予到仿真进程中，完成定义。鼠标左键选中，按住拖拽入相应的Component区域，释放鼠标，在可视化窗口中能够实时显示模型的相对位置。

图5.7 可视化窗口–实时显示导入的模型之间的相对位置

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以下命令可以对模型进行操作：

●左键：选择

●按住左键拖动：平移

●右键：操作菜单

●按住右键拖动：旋转

●滚轮：缩放

以上五个操作是非常重要的，在接下来的定义过程中，会经常使用这些指令，还希望用户能够先花一些时间多多练习，熟练掌握这几个基本操作。

5.3定义材料

Simufact软件的材料库，是一个独立并且丰富的材料库。包含了各种材料的力学性能、热力学性能和电阻特性等等。用户可以查看、编辑、修改、保存等等，所有的数据都可以在图表中进行直观显示。

关于材料的更多信息，用户可以参考帮助文档中的Material_en.pdf了解。存放位置：\simufact\welding\\docs\infosheets\Material_en.pdf

鼠标右键点击备用区的Materials，选择材料库Library：

图5.8 材料库–软件包含了丰富的材料库

在本案例中，我们选择S235作为工件材料，以及选择G2Sil作为填充单元的材料。在材料库中，找到这两种材料，点击OK导入。这种材料就导入到了备用区的Materials中。

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图5.9 材料库 – 筛选

将备用区的材料，选中并拖拽入相应的工件component 中释放，完成定义。将S235的材料赋予两个工件（T-vert 和T-hor ），将G2Sil 的材料赋予给填充单元（Robot ）。 设置进行到这一步，请确认是否与下图所示的保持一致：

图5.10 赋予材料 – 焊接件及焊枪应均被赋予材料数据

不必着急，如果不一致，请检查并确认是否在以上的哪一步有所遗漏。最重要的是要理解并掌握所有这些操作的含义，以便更好地学习，避免出错。

Simufact.welding 软件可以使用单相成分和多相成分的材料模型来做热弹塑性计算，材

料库中所有包含MPM 后缀的均表示该材料包含多相成分数据，而SPM 后缀的则表示

只包含单相成分数据。在本案例中，我们选择带MPM 后缀的材料。