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1、书 山 有 路 1 simufact weldingsimufact welding 焊接模拟教程焊接模拟教程 案例文件 请使用 simufact welding3 1 0 及以上版本打开 之前一直都是发的 forming 的教程 而 simufact welding 网上的资料相对较少 其实 simufact welding 软件也是一款很不错的软件 以往我们做焊接非线性大 多数都是用 marc 但是 marc 那个不人性化的界面 以及建模的复杂 让新手们 望而却步 simufact 基于 marc 和 ife weldsim 两个求解器 取长补短 开发了 极易使用的模拟软件 今天我就带大家
2、一起来体验一下吧 欢迎捧场噢 1 打开 simufact welding3 1 0 软件 点击新建按钮创建一个新的仿真模拟 2 在弹出的界面中设定工作名称及保存位置 点击 ok 确定 3 在新弹出的界面中 设定重力方向 工件数量 工作平台数量 完全固定夹 具数量 力固定夹具数量 数量 设定完成后点击 ok 确定 重力方向 按照实际与所建立的几何坐标系来设定 如图所示 模型空间坐标系 如下图所示 焊接构件放置于地面工作平台上 因此设定重力方向为 Z 的负方向 工件数量 图示为两个工件 上方柱形构件及下方行构件 数量设置为 2 工作平台 起支撑作用 图示 蓝色构件下面的黄色构件为工作平台 一些复杂
3、 形状的构件焊接时 内部支撑夹具形状要复杂一些 但是道理是一样的 它们对 工件起到支撑作用 完全固定夹具 根据实际中夹具工装设定 意为 XYZ 方向均不可动 里固定 施加一定的力 使工件固定 如图示蓝色板类件上面的四个小圆柱 通 过它们施加一定的力 让压在工作平台上 数量 中用到的机械手数量 有些工 艺需要多个机械手同时进行焊接 按照实际定义即可 本案例为一个机械手 顺 序焊接底部四条直线焊缝 没道焊缝之间间隔一段时间 机械手转向 书 山 有 路 2 4 在软件 catalog 空白区域点击鼠标右键 在弹出的对话框中选择 Geometries 几何 Import 导入 然后在弹出的对话框中选择
4、要导入的几 何模型 可以一次性导入所有模型 在后面弹出的单位选择对话框中选择你建模 时所用的单位 然后将 use for all geometries 前面勾选 意为所有几何模型 的单元都采用当前单位 注意 导入的必须是划分好的网格 因为 仿真需要质 量比较好的单元 目前 simufact welding 软件只支持六面体单元的计算 所以 需要大家自己通过网格划分工具进行网格划分 预计下一个版本的软件中会带有 自动网格划分工具 但是如果你想将仿真做准确 最好不要用自动划分的单元 还是麻烦一点手动建模吧 书 山 有 路 3 书 山 有 路 4 5 将catalog里面的几何模型用鼠标左键拖动到E
5、xplorer的进程树相应位置中 注意 鼠标左键选中一个模型 一直按住鼠标左键 拖动到进程树相应位置下面 工件拖动到代表工件的图标下面 完全固定的拖动到 fix 固定夹具下面 力控制 夹具拖动到 clamp 图标下面 没有先后顺序之分 拖动好之后 会在右侧模型显示区出现模型示意图 在示意图区域 鼠标左键为 移动 右键为旋转 中间为缩放 6 在 catalog 区域点击鼠标右键 选择 Material library 从材料数据库 书 山 有 路 5 中选择 20MnCr5 sw 材料 点击 ok 确定 7 将 Materials 下方的材料 20MnCr5 sw 拖动到进程树 web plan
6、t 及 Robot 下 方 书 山 有 路 6 8 定义焊缝路径 假设我们要定义如下图所示的方向及顺序 首先在进程树中 将 plant 前面的勾去掉 将 plant 隐藏起来 书 山 有 路 7 9 catalog 空白区域点击鼠标右键选择 Sets New node set 选取焊缝节点 然后在示意图区域按住键盘 Ctrl 键 使用鼠标左键拾取上图所示第一条焊缝的 节点 拾取完成后点击节点列表界面下方 apply changes to node set 同理 依次拾取其它焊缝节点 10 焊缝参数定义及生死单元设置 在 catalog 空白区域点击鼠标右键 选择 Trajectories fo
7、rm node set 从节点生成焊缝路径 选择第一条焊缝节点 点击 ok 确定 书 山 有 路 8 11 在新弹出界面中 切换到 welding parameters 参数定义界面 设定焊接工 艺参数如下 焊接速度 10mm s 电流 70A 电压 18V 12 切换到 heat source 热源界面 选择双椭球热源 设定热源尺寸如图所示 点击 ok 确定 书 山 有 路 9 13 在 Trajectories 上点击鼠标右键 选择 copy 重复三次 书 山 有 路 10 14 鼠标左键双击 trajectory 2 在弹出的对话框中点击删除 删除所有坐标 点 点击 yes 确定 15
8、点击节点图标 选择第二条焊缝节点 如图所示 定义第二条焊缝路径 点 击 ok 确定 同理定义其它两条焊缝路径 书 山 有 路 11 16 将 Trajectories 下面定义的焊缝依照焊接先后顺序 依次拖动到进程树 Robot 下方 17 鼠标左键双击 Robot 在弹出的对话框中设定 Pause 时间为 2S 意为第一道 焊缝焊完后与第二道焊缝开始前间隔 2S 转动时间 工件与周围环境传热过程 依次点击第二 三条焊缝 定义 Pause 时间为 2S 书 山 有 路 12 18 切换到 Trajectories 菜单 整体修正焊缝节点位置 选中 Projection on surfacr 选
9、中后焊缝节点会自动移动到所生成的生死单元表面 选中 orientation 设置节点总体后退 1 41421mm 本案例中焊缝高度为 2mm 等腰 直角三角形的中线 同理设定其它三条焊缝参数 19 切换到 Fillet generation 菜单生成焊缝生死单元 首先选择 Fillet geometry 后面下拉框的 generate fillet 待下面激活后 勾选 Alignment to data points 按照数据点生成生死单元 可以通过本参数 使生成的生死单元 与工件个节点匹配 设定各个参数如图所示 将鼠标停留在 a b 区域右侧会 出现参数含义示意图 设定完成后 点击 prev
10、iew 右侧区域会出现生死单元截 面示意图 同理定义其它三条焊缝的生死单元 参数设置均一致 点击 ok 确定 书 山 有 路 13 20 双击 Robot 可以看出 整个过程在 16 008S 结束 在进程树中双击 webfix1 在弹出的对话框中激活 Deactivation 输入 20 意为 webfix1 在 20S 时卸载 同理设定其它夹具卸载时间 双击进程树 clamp1 在弹出的对话框中设定夹具 clamp1 的卸载时间 勾选 use holding force 输入 500N 意为夹具 clamp1 压 住工件的力为 500N 书 山 有 路 14 21 程序会自动生成焊缝的生死
11、单元 如图所示 现在回到进程树中 双击 simufact 切换到 Times 菜单 设定总计算时间为 60s welding 0 5 焊接过 程计算保存时间间隔为 0 5S 可以采用自动的时间步长 也可以勾选 Fixed time steps 自定义固定的时间步长 书 山 有 路 15 22 点击 ok 确认 回到主界面 点击箭头图标开始运行 23 其它参数意义 General settings中可以勾选Suppress mechanical solution thermal solution 只计算温度场 一般用于检验熔池形状尺寸 因为只计算 温度场速度相对较快 我们将熔池参数校核准确后 再进行应力场的耦合计算 这样提高计算效率与精确度 24 焊缝区域单元局部自动细化 Refinement 菜单可以设定焊缝区域单元细化 级别 以及细化区域范围 Simufact welding 软件可以随着热源的移动 对周 围网格进行局部细化 减少计算量 提高计算精度 书 山 有 路 16 25 点击总界面 红色区域图标 如图所示 可以看总时间表 对于时间 中间 间隔时间 何时卸载 总时间均一目了然
