焊接模拟专业软件SYSWELD中文终极教程

焊接部分（使用软件版本visual-mesh6.1，sysweld2010，pam-assembly2009，weld-planner2009）一、软件安装说明软件包括visual-mesh6.1，sysweld2010，pam-assembly2009，weld-planner2009，其中pam-assembly2009，weld-planner2009统一叫做WeldingDE09，安装基本相同，点击setup，所有选项默认，点击next按钮，直到安装完成，点击finish。所有安装完毕后，重启计算机，在桌面上出现ESIGROUP文件夹，所有软件的快捷方式都在此文件夹内。二、基本流程中小件焊接过程模拟分析的步骤是CAD-网格划分(Visual-mesh)-热源校核(sysweld软件中的HeatInputFitting)-焊接向导(sysweld软件中的weldingwizrad)-求解(sysweldslover)-后处理观察结果(sysweld)网格网格划分是有限元必需的步骤。Sysweld的网格划分工具采用visual-mesh。版本使用的是6.1Visual–mesh界面见下图对于形状简单的零件，可以在visual-mesh里面直接建立模型，进行网格划分，对于复杂的图形，需要先在CAD画图软件中画出零件的3维几何图形，然后导入visual-mesh软件进行网格划分。Visual-mesh的菜单命令中的Curve，Surface，Volume，Node是用来创建几何体的命令，接下来的1D,2D,3D是用来创建1维，2维，3维网格的命令。对于一个简单的焊接零件，网格创建的步骤为：建立节点nodes生成面surface网格生成a)生成2Dmesh用于生成3D网格b)拉伸3Dmesh用于定义材料赋值及焊接计算c)提取2Dmesh表面网格用于定义表面和空气热交换d)生成1D焊接线，参考线用于描述热源轨迹添加网格组a)开始点，结束点，开始单元用于描述热源轨迹b)装夹点用于定义焊接过程中的装夹条件下面以T型焊缝网格划分为例，说明visual-mesh的具体用法，常用快捷键说明：按住A移动鼠标或者按住鼠标中键，旋转目标；按住S移动鼠标，平移目标；按住D移动鼠标，即为缩放；按F键(Fit)，全屏显示；选中目标，按H键(Hide)，隐藏目标；选中目标，按L键(Locate)，隐藏其他只显示所选并全屏显示；Shift+A，选中显示的全部内容；鼠标可以框选或者点选目标，按住Shift键为反选；在任务进行中，鼠标中键一般为下一步或者确认。1.建立节点nodes使用Node菜单下的ByXYZ，Locate…命令，弹出窗口，在xyz后面输入坐标，点击两次Apply后，生成节点，不要重复再重复点击。节点生成后会在信息窗口内显示信息。按上述方法生成节点(0,0,0)，(47,0,0)，(50,0,0)，(53,0,0)，(100,0,0)，(0,0,3)，(47,0,3)，(50,0,3)，(53,0,3)，(100,0,3)，(50,0,6)，(47,0,6)，(50,0,50)，(47,0,50)点击工具栏上XZ方向显示，点击或者按F键全屏观察，如右图所示(共14个节点)2.生成面surface使用Surface菜单里面的Blend(Spline)命令生成面，默认选项，鼠标按顺序单击节点，单击两个节点后，在主窗口内单击鼠标中键确认，这时会显示如右图所示，继续点击下面两个点，单击鼠标中键确认，出现如下图所示。再单击鼠标中键，生成面。通过工具栏上的工具按钮改变显示方式，我们可以看到生成的几何面用同样的方法依次把所有的面生成，最后如图接下来使用Curve里面的Circle/Arc命令生成焊缝处轮廓曲线，在弹出窗口中，选择Arc，生成方式选择Center-Axis，会自动弹出AxisDefinition窗口。选择GlobalAixs(整体坐标系)，YAxis(Y轴)，旋转中心输入5003，点击OK。返回Circle/Arc窗口，半径输入3，角度-90度，这时界面上会出现如下图的弧的预览，点击Apply按钮，弹出窗口中点击OK，点击Close，关闭掉所有小窗口。使用Surface菜单里面的Blend(Spline)命令生成扇形面，在弹出窗口下，不改变选项，鼠标左键点击下图中的三个点，然后单击鼠标中键然后把Blend窗口中的LinearPoints改变为Curves，下图所示，单击刚生成的曲线，然后单击鼠标中键生成扇形面。关闭Blend窗口。3.网格生成a)生成2Dmesh使用2D菜单下的AutomeshSurfaces生成2维网格。在弹出AutomeshSurfaces窗口后，鼠标左键框选刚生成的所有的面，单击鼠标中键，在elementssize里面输入0.8（即网格节点的长度为0.8mm），回车，看到显示窗口中如下图，然后鼠标按住图片上数字部分上下拖动可以改变各边上的节点数目，主要改变几个边上的，在2Dmesh窗口中选择Method选项卡，在里面Method上选择Map方式生成网格，单击鼠标中键生成网格预览如图，在ID选项卡下partID内容输入一个还没占用的ID号，例如3，单击鼠标中键生成2维网格。关闭2Dmesh窗口。Check一下2D网格b)拉伸3Dmesh使用3D菜单里面的Sweep（Drag）选项生成3维网格在弹出窗口中选择vector选项，然后选择拉伸轴为Y轴，拉伸长度100mm，左键框选主窗口中的所有网格，单击鼠标中键，弹出如下窗口，在No.ofLayers：输入50（表示在拉伸方向生成50个网格）单击两次鼠标中键。生成3D网格如下，关闭掉所有小窗口。通过工具栏上的改变显示方式查看。检查冗余节点，使用Checks菜单里面的CoincidentNodes命令检查节点。在弹出窗口中选择点击check选项，图中显示如下，有十字星号的位置为节点重复，单击FuseAll选项，单击Apply，即可以把重复的节点删除掉。c)提取2Dmesh表面网格使用2D菜单里面Extractfrom3DMesh选项，生成表面2维网格。框选图中的所有网格，单击鼠标中键，图中颜色变为粉色为预览，再单击鼠标中键。生成2维网格，放在Part5里面。d)生成1D焊接线，参考线使用Curve-Sketch命令生成曲线，单击图中大致焊缝中心处节点，然后单击另一端对应位置的节点，单击鼠标中键生成曲线。然后再生成另外一条曲线位置如下图，单击鼠标中键生成曲线。在左边的浏览窗口中点击前面实心圆点，最后只保留PART6，其他都隐藏掉，如下图所示。使用1D菜单中的oncurve命令生成1维网格，在弹出窗口中NumberofElements后输入50，即在长度方向上生成50个1维网格，和三维的网格长度相一致，单击靠近焊缝中心的线，单击鼠标中键，生成1维网格自动存放在PART7里面按上面操作生成另外一条，放在PART8里面先把所有part都显示出来，然后检查冗余节点，使用Checks菜单里面的CoincidentNodes命令检查节点。在弹出窗口中选择点击check选项，有十字星号的位置为节点重复，单击FuseAll选项，单击Apply，即可以把重复的节点删除掉。重命名各part，在任意一part上右键，选择partmanager选项，实体组改名为T-PLATE（可以任意命名，以自己认识为好）表面网格命名为SKIN，焊接线命名为WL，参考线命名为RL，关闭PartManager窗口。4.添加网格组a)开始点，结束点，开始单元在浏览窗口中，隐藏掉其他part，保留WL和RL这两个组。在选择过滤框中选择Element，选择顺序为先选择WL上的第一个单元，然后选择参考上的第一个单元，右键tools里面选择AddtoNewCollector。Collector改名，右键单击，选择Edit，改名为SE同样的方法，在选择过滤框中选择Nodes，然后先选择WL上的第一个节点，再选择RL上的第一个节点，添加到collector里面改名为SN（任意命名，开始点）;然后先选择WL上的最后一个节点，再选择RL上的最后一个节点，添加到collector里面改名为EN（任意命名，结束点）。b)装夹点在选择过滤框中选择Nodes，选择要装夹的节点，按实际情况选择，本例中选择位置下图所示，黄色部分的节点即是选中节点，添加到collector里面改名为CCN（任意命名，装夹点）。5.保存网格保存结果File-save-*.Vdb导出结果File-export-*DATA*.ASC（前面一个*号为字母或数字，后面一个星号为1-9999之间的整数）例如TDATA1.ASC四、热源校核焊接热源模型,可以认为是对作用于焊件上的、在一定时间和位置上的热输入分布特点的一种数学表达。实际融焊过程是给焊件加热，热源模型就是在有限元计算中的输入热量，用数学函数表示出来。热源模型的建立在SYSWELD里面使用热源校核工具界面，界面打开方法如下图所示，热源校核的实际操作步骤如下：1.建立网格此步骤的目的是建立焊缝周围的网格模型，对于T型焊缝，搭接焊，拼焊可以直接在系统上选择存在的模板文件。本次采用T型焊缝为例，操作方法见下图，之后点击OK载入，parameters设置生成2D网格模型的参数，选取焊缝参数与实际焊缝厚度方向相一致。窗口中选择选项，在左边输入框中输入数值，回车即可赋值给所选选项：参数设置分别为（单位mm）(1)C1板高度3(2)C2板高度3(3)C1板半宽度30(4)C1板半宽度30(5)焊缝处面积6.5(6)C1板厚度方向网格数4(7)C2板厚度方向网格数4(8)最大的网格尺寸3完成后，点击save，保存参数。点击createmesh，即可生成在主窗口中生成2维网格。如下图然后在热源校核界面上选择拉伸(Translation)或者旋转(Rotation)，点击Parameters按钮输入参数，本例中选择拉伸，参数如下(1)拉伸总长度90(2)在多大区域内划分细密网格30(3)热源中心所在位置距离拉伸的最末端的距离15(4)最小网格尺寸1(5)最大网格尺寸3输入后点击Save，进行保存。返回到热源校核界面。点击Createmesh，在主界面上生成3维网格如右图2.加载材料数据库和函数数据库a．加载材料数据库步骤如右图所示（注意在sysweld的软件界面上关闭窗口时，应选择下面的Quit或者Close按钮来关闭窗口）打开后，默认路径就是软件的安装目录，材料库文件选择welding.mat文件，点击OK，加载完成。给焊接零件赋材料，本例材料均选择S355J2G3，方法如下b．加载函数库文件步骤如右图所示函数数据库是用来存放函数的，热源我们定义好后也是一个函数，校核完毕后将被存放在我们加载的函数库文件中。3.定义热源参数热源在有限元计算里面认为是一个函数，首先给定初始值对函数的参数给定初始值，然后根据实际焊接的截面熔池形状校核。在软件中，热源函数给出了三种模型，2维高斯(2DGaussian)，双椭球(Doubleellipsoid)，3维高斯圆锥(3Dconicalgassian)，另外大家还可以使用custom自定义热源模型。一般高能束焊推荐采用3维高斯圆锥模型，普通弧焊采用双椭球模型。本例采用双椭球热源模型。模型的几何参数意义可以见下图首先输入热源函数名(本例中名字SOURCE_TTS)模型参数设置如下Qf与Qr(表示单位体积上的输入能量，单位是watt/mm^3,初始输入的是比例关系)建议1.21af双椭球前半轴长度3ar双椭球后半轴长度4.5b横向长度(建议:融宽的一半)1.8c纵向半径(熔深深度)2x0，y0，z0表示热源中心在由焊接线和参考线确定的局部坐标系(以焊接线开始点为坐标原点，焊接线指向参考线方向为x0，沿着焊接线方向为y0，右手定则确定z0轴)中的坐标。本例0,0,0ay热源进入方向是沿着z0轴的反方向，ay是热源进入方向沿着y0轴旋转的角度，顺时针为正。本例0Power