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Abaqus焊接热源子程序插件-WeldFlux使用说明

2022-10-28 09:45 作者:lglhit  | 我要投稿

WeldFlux's 帮助文档

最新版本: WeldFlux 1.7.0

作者: lglhit

Email: cheneyjin@gmail.com

WeldFlux 是一款运行于Abaqus CAE中的GUI插件,用于快速生成焊接/增材制造中的分布热流子程序-DFLUX。开源版本见于:https://github.com/cheneyjin/welding_dflux_subroutine.

正式版本需要联系购买。

版本说明

  • v1.5 (April,2022) 最初版本,包含直线及圆弧型焊接路径。(开源)

  • v2.0-dev (May,2022) 加入3D打印功能。(开源)

  • v1.6 (Oct. 2022) 加入自由焊接路径。(正式版本)

  • v1.6.1 (Nov. 2022) 加入脉冲/CMT功能。

  • v1.7.0 (Feb. 2023) 加入摆动焊接功能,自由路径下不再需要两侧焊趾数相等。

安装

将'WeldFlux170'文件夹放置于 abaqus_plugins 目录。

windows系统下一般位于%HOMEPATH%/abaqus_plugins

运行

启动abaqus CAE, 点击菜单栏中的plug-ins --> WeldToolkit-->WeldFlux170运行。

推荐在Assembly及之后模块运行。

功能与特征

支持平面高斯、双椭球体以及圆锥体热源模型

支持直线型、圆弧型以及自由路径焊接(仅正式版本)

支持常规以及脉冲焊/CMT焊接

支持摆动焊接

使用说明

阅读详细使用说明前,建议先参考以下视频教程:

插件基础操作 https://www.bilibili.com/video/BV1bZ4y1U7Ho/

空间自由路径焊接 https://www.bilibili.com/video/BV1Ve4y147ke/

3D打印直线焊缝 https://www.bilibili.com/video/BV1mT4y1z71p/

3D打印弧形焊缝 https://www.bilibili.com/video/BV13v4y1N7uA/

脉冲及CMT焊接 https://www.bilibili.com/video/BV1LK411R77m/

摆动焊接 https://www.bilibili.com/video/BV11A411C7mw/


基本使用流程:需要给定焊接工艺参数、热源模型参数以及焊接路径(分别对应插件的Weld Parameters, Model Data, Weld Path 3个标签页),设置好之后点击Apply,或OK按钮,在当前目录生成dflux.for子程序文件。在一些复杂路径的算例中,同时还会生成一个Modules.inc文件,这两个文件都是计算所必需的。


Weld Parameters标签页

用于给定焊接工艺参数,在输入焊接工艺参数的时候,需特别注意物理量的单位!

如采用的是激光焊等的焊接方法,没有电流、电压参数时,则需要让电流与电压的乘积等于激光输入功率。

启用脉冲焊/CMT功能时,上方输入为峰值电流电压,而下方输入的是基值电流电压。

Model Data标签页

此页用于设定热源模型参数,长度单位为mm。热源模型支持下面3种类型:

(1) 平面高斯热源


式中,a为焊接方向半轴长,b为焊缝宽度方向半轴长。


(2) 双椭球体热源

式中,a为前半椭球焊接方向半轴长;a2为后半椭球焊接方向半轴长;b, c分别为焊缝宽度及深度方向半轴长;

 f1, f2为前后半椭球能量分配系数,且f1+f2=2,前后半椭球能量比Ratio=f1/f2

 f1, f2并不显式地出现在插件界面里,但一般应令Ratio=a/a2,以满足能量分布的连续。


(3)高斯锥体热源

式中,a, b分别为圆锥体上下表面有效加热半径,c为作用深度。

应保证b不等于0,以防出现数值奇异。


Weld Path标签页

用于指定焊接路径。

路径选择方式采用与abaqus CAE交互方式进行。

点选相应指针按钮,在CAE界面中选取或输入。

本插件仅支持选取网格节点(Node)或基准点(Datum Point),在选取单个点时,允许在提示区直接输入坐标值 。如果在CAE界面点选的同时也输入了坐标值,则以界面点选为准。

共有3种路径类型:直线型、圆弧型以及自由路径。

  • 直线型路径

    需要给定Start Point(起点),Along Point(途经点,不能与起点相同),Toe Point(焊趾点)。

    对于有余高焊缝,应保证这3点均位于热源的上平面上。

  • 圆弧型路径

    需要给定Start Point(起点),Along Point(途经点1),Along Point2(途经点2),Toe Point(焊趾点)。

    焊接方向为起点-->途经点1-->途经点2。

    应保证起点、途经点1和途经点2位于一个半圆周以内。

    对于有余高焊缝,应保证焊接过程中热源上平面会扫过这些点。

  • 自由路径

    需要给定Start Point(起点),Along Point(途经点),Toe Path1(一侧焊趾点序列),Toe Path2(另一侧焊趾点序列)。

    Along Point用于指示焊接方向,应尽量靠近起点选取。

    如果焊趾路径为特征边,可按特征一次性选取焊趾序列。

    对于有余高焊缝,应保证焊接过程中热源上平面会扫过这些点。

    除生成子程序外,在自由路径方式下,CAE提示区会给出焊接此路径所需的时间。

    满足条件的圆弧型路径,也可用于自由路径方式,且自由路径方式由于避免了三角函数运算,计算速度更快。

    路径包括焊趾均不能交叉

  • 摆动焊接

    勾选 Enable Swing Welding,启动摆动焊接功能。

    需要给定Swing Width(摆动宽度),Frequency(摆动频率),Dwell Time(两侧停留时间)。一个摆动周期内停留两次,因此停留时间不能大于摆动周期的一半。

    为能准确地捕捉热源摆动,分析步中最大增量步应小于摆动周期的1/4。

特别注意

  • 子程序中默认使用毫米-吨-秒单位制,因此推荐建模时最好使用同样的单位制。如非此单位,则需对子程序进行相应修改。

  • 均匀、规整的网格是精确计算的前提。一般为得到准确温度场,焊缝网格尺寸应小于热源模型中有效加热半径(或相应值)的一半。

  • 在计算脉冲及CMT焊接时,最大增量步长应小于1/2脉冲周期。

  • 在计算摆动焊接时,最大增量步应小于1/4摆动周期。

购买与授权

  1. 本版插件适用于Abaqus6.14及以上版本,windows系统。Linux系统下应用需另外定制开发。

  2. 购买前需提供硬盘序列号用于绑定许可,插件仅能在许可电脑上使用,但对生成的子程序没有限制,可在任意电脑上运行。授权永不过期。

    注:在cmd命令行下输入以下命令获取硬盘序列号:

    wmic diskdriver get serialnumber

    对于多硬盘情况,默认绑定的是“磁盘0”,通过以下命令获得:

    wmic diskdrive where index=0 get serialnumber

  3. 不提供插件核心源代码。

  4. 包含售后技术支持及小版本更新。

  5. 联系购买及技术支持,请加QQ:55812761。


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