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ANSYS中连续性焊缝的快速建模方法

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发表时间:2025-08-21 17:07
一、概述
我们在进行焊缝强度分析或焊缝疲劳分析时,通常需要对焊缝区域进行建模,以往在旧版本中需要手动建立焊缝几何模型,操作较为麻烦,而目前较高版本中已经具备了焊缝的快速建模方法,使我们能够拜托几何拓扑的限制,进行快速建模,本次将介绍连续性焊缝的快速建模方法(以ANSYS2023R1版本为例)。
二、连续性焊缝建模方法
1. 插入焊缝
首先我们建好壳体模型后进入到Mechanical界面,在使用焊缝工具之前,还必须进行一个操作,就是打开基于网格连接方法(将Mesh Based Connection设为Yes),此时才能正常使用焊缝功能,如图1所示。
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图1 开启基于网格连接方法
然后我们在网格Mesh工具上右键插入Weld方法,如图2所示。
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图2 插入焊缝方法
2.焊缝参数设置
插入焊缝之后我们进行连续性焊缝的设置:
(1)焊缝类型
设置焊缝类型为连续性焊缝Continuous Seam,如图3所示。
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图3 连续性焊缝类型设置
(2)焊缝生成方法
焊缝生成方法主要有四种:法向和角度、角度、法向、1D。如图4。
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图4 焊缝生成方法
法向和角度生成效果如图5所示。
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图5 法向和角度焊缝生成方式
角度生成效果如图6所示。
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图6 角度焊缝生成方式
法向生成效果如图7所示。
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图7 法向焊缝生成方式
1D生成效果(在节点之间创建梁单元进行连接)如图8所示。
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图8 1D焊缝生成方式
(3)创建对象方式
可以曲线Curves、实体Bodies、表面Faces或边线Edges方式创建,如图9所示。
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图9 焊缝创建方式
对于壳体模型一般以边线Edges方式创建,如图10所示。
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图10 焊缝边线创建方式
(4)焊缝生成方向
焊缝生成方向有三种:法向Normal、反转法向Reversed和双向Both。
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图11 焊缝生成方向
法向生成效果如图12所示。
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图12 法向方向焊缝
法向反转方向效果如图13所示。
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图13 法向反转方向焊缝
双向生成效果如图14所示。
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图14 双向焊缝
(5)焊缝高度
焊缝高度默认从上部结构边线到下部结构表面,可不设置保持默认。也可手动调整使其高于上部结构边线,如图15~图16所示。
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图15 焊缝高度调整方法
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图16 调整高度后的焊缝
(6)焊缝生成准则
焊缝生成准则有三种:基于角度和基于宽度准则。如图17~图18。
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图17 基于角度的生成准则
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图18 基于宽度的生成准则
(7)焊缝长度方向尺寸
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图19 焊缝长度方向单元尺寸设置
(8)热影响区单元
默认没有热影响区,可手动调整生成。
HAZ(Heat Affected Zone)的距离(即单元宽度尺寸)、份数(即总单元个数)及增长率(即单元间的增长率),如图20所示。
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图20 焊缝热影响区单元参数设置
如图21所示。
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图21 带有热影响区的焊缝单元
(9)端部封头单元
端部封头单元可以选择生成或者不生成,默认是生成封头单元,如图22所示。
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(a)
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(b)
图22 生成端部封头单元
不生成端部封头单元,如图23所示。
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(a)
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(b)
图23 不生成端部封头单元
(10)生成焊缝单元组件
默认不生成焊缝单元组件,可修改使其生成,如图24所示。
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(a)
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(b)
图24 生成焊缝单元组件
同理,热影响区单元组件也可以设置自动生成,大家可以自行尝试。
(11)分配焊缝单元材料属性
我们通过以上参数设置方法完成了焊缝创建之后,还需要设置焊缝模型的材料属性,输入正确的材料参数或者采用母材材料进行简化处理。
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图25 分配焊缝材料属性
至此,连续性焊缝的快速创建方法就已介绍完毕,感兴趣的小伙伴赶快动手尝试起来吧。


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