SYSWELD焊接仿真学习笔记（二）：结构组规范命名

前言

        在工程制造中，平板焊接特别是中厚板多道焊过程极其复杂，涉及到剧烈变化的温度场、多次累积的残余应力与变形，数值仿真技术通过高精度的热弹塑性耦合物理过程，可以使工程师在制造前预测并优化焊接顺序，施工后定量定性分析残余应力和变形、维养时考虑残余应力引起的疲劳特性等等，因此焊接仿真已然广泛应用。

然而为应对不同需求，工业和学术界给出了不同的仿真软件或平台，主要可以分为两类：

（1）通用有限元软件：ANSYS、ABAQUS、MSC.Marc  

（2）专用的焊接仿真软件：Simufact.welding、FLOW-3D WELD、SYSWELD

        其中这里用到的SYSWELD提供较为完善的焊接、热理到装配的端到端多物理场耦合系统，且软件内置了大量经过工业验证的材料数据库，在焊接仿真领域表现突出。

平板多道焊仿真——结构组规范命名

        焊接仿真效果预览如下左图所示，实例模型为20mm厚平板的八道焊仿真模型，V形坡口，焊接母材为低碳钢。实际建模和分析过程繁杂，本专栏文章就几点关键点展开说明，弥补了现有市场上的相关教学空缺，主要涉及内容为两部分：网格生成及过渡网格设计，结构组规范命名。本节讲结构组命名部分，这节又可以分为焊缝“Part”、焊缝“Collector”、边界“Collector”三部分命名经验，最后可以实现在焊缝路径定义阶段软件自动识别，无需手动重复定义。

焊缝实体“Part”名称统一

        如下左图所示，在完成网格划分部分后，可以将预导入的二维截面及2D网格删去，仅保留三维网格部件，以本案例为例，此时的Parts部分最下方的“PART_26”和“PART_21”是板件非焊缝区域，“PART_20”往上依次为第一道焊缝到第八道焊缝的实体单元。按照软件命名规范，将焊缝按顺序依次命名为“JOi_WIRE”的格式，而非焊缝区域则随意，个人习惯这里命名为plate1和plate2。

焊缝实体“Collectors”集创建

         如下图所示，将选择形式更改为Element By Part后，选择需要设置集的焊缝实体，右键点击“Add to New Collector”依次创建集，并按照软件命名规范，将焊缝集按顺序依次命名为“JOi_LOAD”的格式，如下图所示。

平板简单边界集创建

        考虑按下图所示的边界约束设置，为便于后续设置，需提前定义边界集，将选择形式更改为Node By Node后，点选对应位置的节点创建Collector，对应需要约束xyz三向自由度的节点命名集为Collector_xyz，以此类推。

效果展示：

        如下左图所示，当按照上述命名进行焊缝定义，然后再定义焊接路径，则软件会一次性自动生成对应的“JOi_PATH”、“JOi_REF”、“JOi_SNO”、“JOi_ENO”、“JOi_SEL”文件，此时再“Welding”定义阶段只需点选第一个“Weld Line”选择焊道JO1_PATH，下方所有文件将自动匹配识别，无需手动逐一定义，非常便捷。

        而右图则为边界定义，在SYSWELD中，边界定义需要提前定义好集，这里点击“Collector”，点选集“Collector_xyz”然后点击此时施加的约束为xyz，即可完成定义，点击Add即可添加约束。