ANSYS仿真实现双椭球热源模型在激光切割中的应用

"该资源是关于使用ANSYS进行激光切割过程中的热源建模与仿真的APDL程序，采用双椭球热源模型，重点在于分析激光切割时的温度场分布和热循环曲线。" 在ANSYS的APDL（参数化设计语言）中，进行双椭球热源模型的仿真，主要是为了模拟激光切割过程中材料的加热和冷却过程，从而理解温度场的变化以及对材料性能的影响。APDL是一种强大的脚本语言，可以自动化和定制化ANSYS的分析流程。 首先，设置单位为国际单位制（SI），定义单元类型为SOLID70，这是一种常用的三维实体单元，适合处理复杂的几何形状和非线性问题。接着，通过`MPTEMP`命令设定不同温度等级的材料属性，这里可能代表材料在不同温度下的热力学特性。`MPDATA`命令用于定义材料的热导率、比热容和密度，这些是热分析的关键参数。 在给出的部分代码中，可以看到随着温度升高，材料的热导率、比热容和密度都在变化，这反映了材料的温度依赖性。例如，热导率KXX随温度增加而增加，表示材料在高温下散热能力增强；比热容C随温度增加而增加，表明材料在吸收相同热量时温度上升幅度减小；密度DENS随温度增加而减少，这是因为热膨胀导致体积增大，但质量保持不变。 然后，定义了切割区域的几何尺寸，如长度1、长度2、宽度和高度，以及激光束的直径和形状因子。在这里，激光束的半高宽（ah）和半基宽（bh）被用来定义热源的形状，而w可能是激光功率或者扫描速度的代表。`*SET`命令用来设置步长和变量值，例如切割步长（step）和速度（v）。chf和chb是热源的前缘和后缘的热扩散系数，rf和rb则是热源的前缘和后缘的辐射系数。 `rectng`命令创建矩形网格，模拟切割区域，`aovlap`和`aglue`用于处理网格重叠和粘合，`vglue`则是将所有选定的节点粘合在一起，形成连续的网格。最后，通过`esize`指定单元大小，`type`指定单元类型，`mat`指派材料属性，`vmesh`则生成网格。 整个过程涉及了材料热物理属性的定义、热源模型的构建、几何形状的创建、网格划分以及仿真设置，这些步骤都是进行激光切割温度场分析的关键步骤。通过这样的仿真，工程师可以预测切割过程中的温度变化，优化工艺参数，防止过热或热变形，提升产品质量。