ABAQUS焊接增材：Python控制热源分析与单元生死

本文档主要介绍了如何在ABAQUS中进行焊接增材制造（AM）的数值模拟，特别是针对Python脚本控制模型分析步和单元生死操作。ABAQUS是一款强大的有限元分析软件，常用于结构力学和热传导问题的模拟，而在焊接增材制造中，它能够模拟金属部件的逐层熔化沉积过程。 首先，文档概述了如何设置和管理ABAQUS中的关键变量。"session.journalOptions.setValues(replayGeometry=INDEX,recoverGeometry=INDEX)"用于指定几何信息的处理方式。"maxnum"和"minnum"定义了焊接单元的最大和最小编号，"cnum"是每层的单元数量，而"zcnum"则计算出总共需要创建的分析步数量。总焊接时间"alltime"被分配到这些步骤中，通过"dt"计算出每个分析步的时间间隔。 接着，文档展示了如何使用Python脚本来创建热传递步（HeatTransferStep）。循环结构生成了一系列分析步，每个步代表模型中的一层焊接过程，时间间隔逐渐减小，以确保模拟的精细度。"maxNumInc"、"initialInc"等参数控制了收敛性和精度。 接下来，"实现单元生死"部分是关键环节。通过ABAQUS的"keywordBlock"功能，作者定义了一个模型改变（MODELCHANGE）命令，其类型为删除元素（TYPE=ELEMENT,REMOVE）。这里的"Set-kill"可能是预定义的一个单元集合，表示在特定时间或达到某个条件后，这些单元将被标记为"死"，不再参与后续的分析。变量"positionnum"指定了插入这个命令的位置，而"lab1"和循环变量j用于迭代各个层，确保每个层的单元在正确的时间点被移除。 此外，代码中的"import job"和"mdb.models['Model-1'].keywordBlock.synchVersions(storeNodesAndElements=False)"可能涉及到与ABAQUS数据库的交互，确保脚本能够正确地同步和读取模型状态。最后，通过"insert"函数将模型改变命令添加到关键字块中，从而实现了对焊接过程中的单元生死控制。 总结来说，这篇文档展示了如何利用ABAQUS的Python接口进行焊接增材制造的数值模拟，包括设置分析步、控制单元生死以及执行精确的温度控制，以便于研究焊接过程中的温度分布和材料行为。这对于理解金属3D打印过程中的热扩散和结构演化至关重要。