高斯移动热源激光切割AN SYS仿真实例

高斯移动热源加载程序是一种用于激光切割板材时的有限元仿真实验，它在ANSYS软件中被广泛应用。这个程序主要用于模拟激光切割过程中热源的移动对材料温度场的影响，以便进行精确的热过程分析和优化切割参数。以下是该程序的关键知识点： 1. 激光切割过程模拟：程序的核心是对激光切割过程中高斯分布的热源进行建模，这种热源通常是连续或脉冲式的，并按照特定轨迹移动。高斯移动热源能够提供一个真实的热输入，有助于预测材料局部温度变化。 2. 有限元方法（FEM）：ANSYS的APDL (ANSYS Parametric Design Language) 是一种强大的有限元分析工具，通过网格划分将工作区域分解成小的子单元，然后计算每个单元的温度响应，最后汇总得到整个结构的温度场。 3. 设置参数：程序中设置了关键的参数，如热源功率（Q）、热源半径（rb）、热扩散速度（v）、时间步长（tim），以及密度、热导率和弹性模量等物理属性，这些都是影响热传输的重要因素。 4. 几何定义与网格生成：通过命令如`block`和`vmesh`来创建模型区域，然后使用`esize`设置元素大小，`mshape`选择3D网格形状，`nrefine`控制网格细化程度，确保模拟精度。 5. 高斯函数表示热源分布：程序利用高斯函数`QC*exp(-2*(({X}-x_center)^2+({Y}-y_center)^2)/(rb^2))`来描绘热源随时间和空间的分布，x中心和y中心是热源的移动轨迹，rb是热源的半径。 6. 循环和实时更新：通过`*do`循环，程序每间隔0.04秒（`tim=tim+0.04`）执行一次迭代，更新热源的位置，并在选定区域施加热通量（`hflux`），反映了激光切割的动态过程。 7. 结果可视化：`/view`命令用于调整视图，`TableParameterName`用于指定结果数据的表单名称，以便后续的数据处理和分析。 8. 仿真设置：`antype`设置求解器类型，`trnopt`决定求解策略，`toffst`设置温度初始值，`tunif`定义温度均匀性，这些参数共同确定了模拟的完整流程。 通过这个高斯移动热源加载程序，工程师能够更准确地预测激光切割过程中的温度分布，从而优化切割工艺，提高生产效率并减少潜在的热效应导致的质量问题。