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1、焊接解决方案焊接解决方案2Sysweld软件演示软件演示一、Sysweld软件简介二、软件原理及使用流程三、 应用实例1. EAST超导托卡马克内真空室组件焊接数值模拟实例2.圆环件应用实例3.激光焊实例 ESI GROUP3Sysweld软件简介1、概述2、主要功能3、优势 ESI GROUP4概述概述 目前，焊接在航空、航海和汽车等行业扮演者重要的角色，发挥着巨大的作用；但是焊接也存在着各种各样的特殊问题：热膨胀和收缩、应力和变形、微观结构变化。由于这些问题的存在，限制了焊接的应用和稳定性。 Sysweld是一款用来辅助专业工程人员解决和控制以上问题的专业焊接软件。它主要用于计算模拟焊接过
2、程中产生的变形、残余应力、相变以及焊接组件塑性变形等。 ESI GROUP51.1、SYSWELD辅助工程师解决以下问题： 评估残余变形评估残余变形 -优化焊接顺序和位置 将残余应力降至最小将残余应力降至最小-控制过程使应力梯度和表面拉应力最小 研究几何，材料和过程参数的敏感性研究几何，材料和过程参数的敏感性-在产品开发中减少开发成本 优化焊接过程优化焊接过程 -控制焊接制造参数诸如速度、能量输入和很多其他参数。 主要功能主要功能主要功能主要功能1 1、SYSWELD主要功能主要功能 ESI GROUP61.2、SYSWELD有一个包括市场上主要铁碳合金和铝合金的综合材料数据库。1.3、SYS
3、WELD能模拟所有主要焊接过程 连续焊连续焊（激光，MIG,电子束 ）， 电阻焊和点焊电阻焊和点焊 钎焊、摩擦焊钎焊、摩擦焊1.4、焊接应用 减少尺寸变化；降低产品花费及结构重量；控制焊接过程；优化工艺设计；避免部件失效 帮助专业焊接工程师进行老产品的工艺改进和新产品的工艺设计。 主要功能主要功能主要功能主要功能 ESI GROUP7宝马宝马5系后轴铝部件的产品优化设计系后轴铝部件的产品优化设计由于特定部件的箝位导致变形较小由于特定部件的箝位导致变形较小 123 ESI GROUP8主要功能主要功能2、STAMPING和和WELDING联合联合模拟模拟 ESI集团虚拟制造产品价值主链包括PAM
4、-STAMP，集成的冲压解决方案，从模具设计到冲压的验证和优化整个制造链的控制。 PAM-STAMP与SYSWELD连接带来最先进的制造预测技术。 宽板焊接在焊点附近产生材料的变化影响冲压的特性，焊接的残余应力在回弹模拟中需要考虑。 ESI GROUP9宽板焊接部位形态宽板焊接部位形态 利用利用SYSWELD/PAM-STAMPSYSWELD/PAM-STAMP模拟毛坯剪裁模拟毛坯剪裁奥迪公司授权奥迪公司授权 产品优化设计产品优化设计 ESI GROUP10优势优势 1、SYSWELD完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合计算。 2、SYSWELD内置了一系列非常有效的工具软件，用于获取和校验
5、热物理模拟的物理数据，如热传导系数校验工具，焊接热源校验工具，材料CCT曲线校验工具，材料冷却曲线校验工具等等。采用工具软件，能准确地获取模拟所需要的物理数据。 3、SYSWELD的操作环境SYSWORLD也可直接建立几何模型和生成各种网格。配合GEOMESH几何网格工具，SYSWELD可以直接读取UG, CATIA的数据和接受各种标准交换文件(STL, IGES, VDA,STEP, ACIS等)。 ESI GROUP11优势优势4、独特的工艺向导技术(Advisor),将复杂的物理问题简单化，条理化，事半功倍；对于工业用户，向导模板可以解决超过95%的工业问题；对于高级用户，高级模块(Ex
6、pert User)可以满足各种独特的需求，内置的SIL语言可实现无限的用户接口和软件客户化。 5、SYSWELD的材料数据库包含了热、与温度和相成分相关的异常复杂的机械和冶金材料数据库。在商业版本中，直接著名钢铁、铝合金和灰铁厂商的材料已经包含在内。 ESI GROUP12优势优势6、后处理 SYSWELD后处理提供的主要结果 温度场 加热与冷却速率 材料的晶相组织 变形与翘曲 应力 材料晶相变化后的屈服 强度 塑性变形 SYSWELD后处理提供的显示功能 云图显示 等高线或等高面显示 矢量显示 符号显示 X-Y曲线 断面显示 动画等 ESI GROUP13Sysweld软件演示软件演示一、
7、Sysweld软件简介二、软件原理及使用流程三、应用实例1. EAST超导托卡马克内真空室组件焊接数值模拟实例2.圆环件应用实例3.激光焊实例 ESI GROUP14主要原理主要原理扩散扩散 沉积沉积电磁特性电磁特性机械性能机械性能热分析热分析固态相变固态相变 焦尔热焦尔热温度温度温度温度 温度温度 相特性相特性温度温度 相变潜热相变潜热 相特性相特性 化学成分化学成分 化学成分化学成分 沉积沉积形变能形变能应力应力 沉积沉积 ESI GROUP15 SYSWELD完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合计算，允许考虑晶相转变及同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响。在具体计算中，分两步进行
8、，首先实现温度和晶相组织的计算，然后进行机械力的计算。在机械力计算中，已经充分考虑了第一步计算的结果，如残余应力和应变的影响。 SYSWELD的电磁模型允许模拟点焊和感应加热，并可实现能量损失和热源加载的计算模拟。SYSWELD扩散与析出模型可实现渗碳、渗氮、碳氮共渗模拟，先计算化学元素的扩散和沉积，然后再考虑对热和机械性能的影响。SYSWELD的氢扩散模型能计算模拟氢的浓度，预测冷裂纹的严重危害。 ESI GROUP16主要原理主要原理高能热源表面处理热源 MIG, TIG ESI GROUP17热源定义 ESI GROUP18主要流程主要流程三维建模（UG,Pro/E,等）网格剖分参数设置
9、（热源选择等）求解结果分析应用是否改工艺参数 ESI GROUP19Sysweld软件演示软件演示一、Sysweld软件简介二、软件原理及使用流程三、应用实例1.EAST超导托卡马克内真空室组件焊接数值模拟实例2.圆环件应用实例3.激光焊实例 ESI GROUP20Sysweld软件演示软件演示1. EAST超导托卡马克内真空室组件焊接数值模拟实例 ESI GROUP21Sysweld软件演示软件演示数值模拟后的热源模型变形放大100倍的状况 ESI GROUP22Sysweld软件演示软件演示焊接装配次序及变形模拟多层多道的焊接演示 ESI GROUP23Sysweld软件演示软件演示2、圆
10、环件应用实例圆环件应用实例圆环件实例模型及相关参数设置圆环件实例模型网格图圆环件实例变形分析圆环件实例相变分析圆环件实例应变分析 ESI GROUP24圆环件实例模型2.1、圆环件实例模型及相关参数设置焊接方式：钨极氩弧焊材料：钛合金 T熔1650C E=105120GPa泊松比：0.31装卡方式：顶部装卡底部重力约束电压：11.2V 电流：95A速度：内圈：9.0711e-4m/s外圈：6.0474e-4m/s ESI GROUP25圆环件实例演示圆环件实例演示2.2、圆环件实例模型网格 ESI GROUP26圆环件实例模型全局变形图2.3、圆环件实例变形分析 ESI GROUP27圆环件实
11、例模型全局变形图 ESI GROUP28一半变形图UX卸除装卡前卸除装卡前 ESI GROUP29UyUy卸除装卡前卸除装卡前卸除装卡前卸除装卡前 ESI GROUP30Uz卸除装卡前卸除装卡前 ESI GROUP31圆环件实例模型表面局部变形图 ESI GROUP32圆环件实例模型顶面局部变形图 ESI GROUP33圆环件实例模型局部变形图 ESI GROUP34UX 卸除装卡后卸除装卡后 ESI GROUP35UX 卸除装卡后卸除装卡后 ESI GROUP36Uy卸除装卡后卸除装卡后 ESI GROUP37Uy卸除装卡后卸除装卡后 ESI GROUP38Uz卸除装卡后卸除装卡后 ESI
12、GROUP39Uz卸除装卡后卸除装卡后 ESI GROUP40圆环件实例模型2.3.2、圆环件实例相变分析缝处单元相变 ESI GROUP41焊缝处单元相变 ESI GROUP42焊缝处单元温度相变 ESI GROUP43圆环件实例演示2.3.3、圆环件实例应力分析装卡点卸装卡前应力 ESI GROUP44卸装卡前应变圆环件实例模型圆环件实例模型 ESI GROUP45圆环件实例模型残余应力 ESI GROUP46最后应变圆环件实例模型圆环件实例模型 ESI GROUP47Sysweld软件演示软件演示3、激光焊、激光焊实例实例薄板件实例网格热源轨迹线激光焊热源焊接过程温度场变化 ESI GR
13、OUP48薄板件实例网格薄板件实例网格 ESI GROUP49热源轨迹线热源轨迹线轨迹线 ESI GROUP50激光焊热源激光焊热源 ESI GROUP51焊接过程温度场变化焊接过程温度场变化animation ESI GROUP52致谢及软件相关信息致谢及软件相关信息 进入ESI网站 Products SYSWELD Publications 下载SYSWELD焊接和热处理模拟的相关文献和产品信息 www.esi- ESI GROUP53关于计算精确度的问题关于计算精确度的问题 在sysweld中，计算结果的精确度主要有以下几方面的影响因素： 1 尽管有限元理论已经很成熟，但是网格不可能无限的多，不可能每个点都计算到，有限元算法计算的只是有限个点。 2 材料热物性参数的准确性，模拟所需要的热物性参数大多要随温度变化，我们不可能获得每一个温度点的参数，一般取有限点来拟合出一条曲线来代替，这样会产生一些误差。 3 复杂多变的焊接环境和工况，尽管我们的软件已经考虑了大多数工程因素，但是不可避免还有一些因素如人的因素，机器的稳定性等。 ESI GROUP
