ANSYS Workbench在焊接仿真中的应用技术概览

焊接仿真主要考察的是移动的一个热源，随着时间在空间而不断的移动，热量加载到物体的表面来模拟焊接，结果查看的是随时间变化的温度，进一步查看的是由温度产生的应力，更进一步查看温度产生的残余应力。

焊接仿真在实际使用中越来越多的得到了应用，一般关注的为焊接的温度和残余应力或者变形。根据目前关于焊接类型的仿真分析，结合个人经验，总结了以下几点分析类型和要点，包括不同类型的分析和部分路径相关的分析。

模拟焊接用的热源分为高斯热源、锥型热源、双椭球热源、圆柱热源等，本次主要考虑高斯热源的应用，而其他热源主要是模拟函数的不同所致，查找不同函数来替换即可。

1. 高斯移动热源直接加载到焊接位置表面

这种方法是直接加载一个移动的热源，添加到平板，主要适用于平板大，焊料少，焊料的存在与否对整体温度影响不大，热源加载到平板的表面

具体结果如下图所示，添加温度结果可以查看需要的结果。

2.高斯移动热源加单元生死方法，热源载到焊接焊料的表面位置

这种方法是将焊料逐渐的添加，并将温度加热点逐渐的移动，这种方法能够比较真实反映焊接过程中的温度分布情况，缺点就是计算时间慢，设置命令更加复杂

具体结果如图所示，焊料采用生死单元技术，逐渐添加，逐渐生成需要的焊料和温度

3.移动热源和生死设置和控制热半径

这种控制半径的方法同上，主要控制热半径的方法是用于加热点不要过大，防止温度扩展过多，一般加热半径比较小的情况下不必过多考虑，

具体结果如图所示，加热点的面积会更小一些

4.高斯移动热源不同函数形式

不图的函数主要应用于焊接的不同路径或者不同的速度，或者不同的焊接位置和多个热源的使用技术

4.1双热源的使用和加载

两个热源同时加载，具体结果如图所示

双热源的平行加载结果如图所示，而实际当中有其他的曲线热源或者多个热源交叉的情况，交叉热源结果如图所示

双热源的时间滞后效果表示为不同石刻加载不同的热源

具体结果如图所示

4.2 抛物线移动热源的加载

主要为加载的热源函数运动路径为曲线，抛物线，具体结果如图所示

4.3 螺旋线加载热源公式

螺旋线可以参考之前的文章，具体结果如图所示

4.4 往复移动热源加载

热源在往复移动，主要应用的热源往复移动很多次，可以模拟物体的往复摩擦或者增材制造中3D打印时候激光烧结的往复移动

具体结果如图所示

5.插件方式来模拟移动热源的焊接

ANSYS Workbench开发了act插件，专门模拟移动热源的一个操作，如下图所示，

其中可以设置加载面、运动路径、移动速度和半径等参数，参考下图

热源在焊接位置直线移动，到达位置之后冷却，获取温度，具体结果如图所示

根据结果获取应力和变形结果，具体结果如下图所示

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