APDL代码实现激光热成型的热-结构耦合分析

"该资源提供了一段APDL（ANSYS Parametric Design Language）代码，用于模拟激光热成型过程中的热-结构耦合分析。激光热成型是一种利用高能激光束对金属材料进行局部加热，使其塑性变形的技术，广泛应用于精密零件制造。这段代码将帮助用户理解如何在ANSYS仿真环境中设置移动热源来模拟激光的轨迹，并考虑材料的热物理性质和结构响应。" 在APDL代码中，首先定义了模型的基本参数，例如板的尺寸（plate_x, plate_y, plate_z）、密度（plate_dens），以及网格划分的单位数（num_unit1, num_unit2）和大小（general_unit）。接着，设置了温度参考值（temp_reference, temp_environment）和热传导率（value_conv），以及激光的半径（r_laser）和热流密度（value_hflux），这代表了激光对材料的加热效果。 代码中定义了两种单元类型：SOLID70用于三维实体建模，SURF152用于表面单元。SOLID70是常用于热-结构耦合分析的单元，它可以处理复杂的几何形状和非线性问题。SURF152则用于边界条件的设置，尤其是关键的激光加热区域。通过KEYOPT选项，可以控制单元的行为，例如在SURF152中，选择键值选项2的第8位为2，意味着启用热面边界条件，这对于模拟激光照射非常关键。 LESIZE命令用于调整网格尺寸，确保在激光加热路径上的区域有更精细的网格，以提高计算精度。ESIZE命令则用于设置全局的网格尺寸，确保模型其他部分的网格均匀性。 VATT命令定义了一个变量（1），用于记录时间步长，而MSHAPE命令则指定使用3D形状函数，这是处理三维问题时的必要设置。 这段APDL代码演示了如何在ANSYS中设置一个激光热成型的仿真模型，通过移动热源模拟激光的加热过程，同时考虑了材料的热物理属性和结构响应。这为理解和实施激光加工过程的数值模拟提供了基础框架。