有限元能實現什麼焊接類型模擬

A. 誰精通ansys有限元分析誰知道焊接件在ansys中應進行怎樣的等效處理

看來你關注的不是焊接過程，那就把兩個焊接件粘貼起來，作為一個整體模型分析就可以了，這個不麻煩做有限元分析經常這樣做

B. solidworks焊接結構件如何進行有限元分析

用組合特徵，組合成一個實體，就可以分析了。

C. 焊接殘余應力的計算機模擬研究方法

近年來，計算機數值模擬技術逐漸應用於焊接結構殘余應力的研究中。
焊接殘余應力應力的計算機模擬採用熱力耦合的彈塑性有限元模型，採用熱分析與靜力分析耦合的方法，計算得到了包括電弧焊、激光焊、電子束焊、激光焊、攪拌摩擦焊、線性摩擦焊、慣性摩擦焊等高新焊接技術在內的幾乎所有焊接技術得到的焊接結構中的殘余應力分布。模擬結果與實驗測得值吻合良好。
計算機模擬方法正在逐步推廣成為工業界廣泛採用的一種不可或缺的數字化製造技術。
多家國內大學與研究單位，如清華大學（先進成型製造技術教育部重點實驗室），西北工業大學（摩擦焊陝西省重點實驗室）等，都在焊接殘余應力的模擬與模擬技術開發與應用方面有著豐富的研究經驗。

D. 計算機在焊接中的應用 很急很急很急!!!

1.1 電阻點焊、縫焊過程的微機控制 由於電阻點焊在汽車製造等行業中有廣泛的應用，因此如何穩定焊點的質量越來越受到廣泛重視。目前國外新出的電阻點、縫焊機均採用微機控制焊接程序和焊點質量。例如微機控制的點焊機器人 ( 德國 KLIKA公司 ) ，微機點焊程序控制器，微機點焊恆流控制器等。 利用計算機控制電阻點焊、縫焊過程的目的主要是保證焊點的質量，目前採用的辦法是恆流法、計算能量法、測量焊點膨脹的位移法和檢測動態電阻法。恆流法是將測得的焊接電流信號通過 A ／ D 轉換器送入計算機計算其有效值，與預置標准焊點各周波內的電流有效值相比較，如有差異，則計算機輸出信號自動調整主電路晶閘管的導通角，達到恆流控制的目的。計算能量法是用計算機實時計算焊接輸入能量 Q= K∑i2a老與預置 K∑i2a 比較，如發現「在焊點」的能量提前或滯後達到標准焊點的能量時，將自動縮短或延長通電時間 1/3 ～ 1 個周波。上述兩種方法都屬於旨在穩定焊接參數的恆參數的閉環控制，其檢測量都為焊接電流。計算機控制系統同時具有控制焊接程序的功能。位移法與動態電阻法則屬於焊接質量控制范疇。 1.2 電子束焊接的微機控制 電子束焊接的微機控制主要是用微機對焊接程序、電子束掃描時間進行控制，同時控制電子槍的高偏轉電流、焊接速度等，以達到穩定參數的目的。在焊接不同材料和板厚的工件時，也便於選擇和調整上述參數以保證焊接質量。 另外一種用途是，採用微機控制電子束焦點移動的軌跡，用於焊接精密的復雜曲線焊縫、焊縫跟蹤或其他精密電子束加工。因此目前先進的電子束焊機都採用微機控制。 1.3 電弧及焊縫熔池的形態與位置 計算機圖像處理技術在焊接中的另一個用途是用攝象機拍攝實際焊接時的電弧及焊縫熔池的圖像，計算機 對該圖像進行去雜訊、二值化處理後，勾畫出電弧與焊縫熔池的輪廓以識別出熔池與電弧的形態以及弧所處的位置，從而可以進行焊縫自動跟蹤、焊縫熔寬控制、焊縫熔透控制等。這正是目前國內外焊接研究的焊接過程智能控制的主要內容之一 ，其用途是為弧焊機器人提供視覺、以保證焊接質量並擴大弧焊機器人的應用范圍。 用於這方面的計算機圖像處理技術與前面所介紹的 X 射線底片上焊縫缺陷的識別基本相同。其特點首先是因為電弧是一個強光源，必須採用恰當的濾光技術才能拍攝到層次分明的電弧及熔池的圖像。其次，圖像是動態的，在攝取圖像時，時間雜訊較大，同時由於往往要利用圖像分析的結果進行反饋控制，因此對圖像的處理要盡可能快地捕捉到其特徵信息，如電極輪廓、熔池形狀等。 在採用兩個攝象頭的焊縫熔池控制系統中，在電弧前方的攝象頭攝取焊縫坡口的圖像，在電弧後方的攝象頭攝取電弧和焊接熔池的圖像。由於該攝象頭可直接輸出數字量信號，因此所攝取韻圖像信息直接送往各自的圖像存儲器。計算機對兩個圖像存儲器中的圖像信息進行處理，可以進行在窄間隙焊時焊縫跟蹤，利用計算機採用模糊邏輯控制來控制焊縫熔池的寬度甚至熔透。由此可見，將圖像處理技術與計算機控制技術相結合，可以實現智能控制。1.4 計算機模擬與模擬技術 計算機模擬技術在焊接中的應用，是通過計算機的軟體在計算機中模擬一個物理過程，例如焊接熱過程、力學過程、熔池的形成過程、焊縫金屬的結晶過程及接頭組織性能預測、焊接裂紋的形成過程、焊接接頭的力學行為、計算焊接力學、焊接電弧的熱。力學行為、電源—電弧系統的穩定性、焊機控制系統的結構及靜態和動態過程、焊工操作技術等。在計算機中可隨意改變一個系統中的各種有關參數，研究其對結果輸出的影響。這樣不僅可以節省大量算機運算速度快，能進行多參數多方案的運算比較，從而能揭示人們在一般試驗中不易發現的規律。如果將計算機模擬技術與前面介紹的計算機數字採集技術相結合，則將會產生更好的效果。 進行計算機模擬的關鍵是對所研究的系統建立一個能進行分析的數學模型或軟體模型。由於目前計算機應用數學技術、軟體技術的發展，利用計算機不僅能計算解析數學模型，還能計算統計模型、隨機過程、甚至各種邏輯推理模型。並且由於計算機圖形技術的發展，可以用各種二維或三維圖形來表述分析或模擬的結果，有助於人們對事物發生變化的過程與結果進行深入的分析。所以應當認為客觀存在的任何一個過程，我們都可以設法用計算機進行模擬。問題在於我們要進行開發工作。 焊接工程師要獲得合格的產品，基本上有兩個途徑： (1) 經驗途徑 經驗途徑是通過試驗或經驗確定參數控制熱過程。 (2) 分析途徑 分析途徑是通過數學分析即計算機數字模擬技術來確定參數控制焊接熱過程。 通常經驗途徑是比較可靠的，所以在一般結構的製造中都採用經驗途徑確定有關焊接參數。但在製造採用新鋼種的焊接結構或用特殊焊接方法及焊接工藝製造重要的焊接結構時， 由於可依賴的經驗很少，而僅僅通過試驗去積累資料和經驗則需很長的時間和大量的經費，在某些情況下，例如焊接核反應堆的壓力容器是經不起失敗的。因此在這種情況下，計算機模擬技術就具有獨特的能力，我們可以在很短的時間內模擬在許多不同的條件下焊成的焊接接頭，從而找出合適的參數。為達到這個目的，早在十多年前焊接研究人員就從事計算機模擬技術在焊接中應用的研究工作。近年來，由於計算機軟體技術的發展，對於有許多經驗可借鑒的焊接問題也往往採用計算機模擬技術尋求最佳解決方案。 現僅將目前計算機模擬技術已在焊接領域中得到應用的方面簡介如下： 1) 焊接熱過程的模擬 焊接熱過程是指焊接時熱流產生的全部過程，焊接時熱流產生的熱循環引起焊接接頭熱影響區顯微組織變化、熱應力和變形。因而對焊接時熱流的分析可能是焊接過程模擬的最基本的問題。 不恰當的熱流可能導致裂紋及脆性，殘余應力可能引起變形及脆性斷裂。因此焊接工程師試圖通過正確選擇設計和製造規范，包括板厚、接頭設計、焊接參數、預熱溫度等去控制焊接熱過程從而控制冶金轉變和殘余應力。 對焊接熱過程的計算機模擬十般都有一個熱源產生的熱流在固體中傳導的基本方程，例如： 由於對熱源形態及所焊工件板厚、傳導介質等的假設不同，方程式可有不同形式。在計算機模擬時一般採用差分法和有限元法。模擬結果計算機可以以溫度場分布、熱循環曲線等多種形式輸出。由於焊接熱過程具體情況比較復雜，因此往往針對具體問題進行模擬，例如有熱源的形狀和尺寸、熱性能的溫度效應、輻射效應、水下焊接、復雜接頭、多道焊及預熱條件下的熱過程等計算機模擬程序。 2) 焊接熔池中流體動力學的模擬 焊接熔池中液態金屬的流動過程對確定熔池中的傳熱過程和溫度分布有重要作用，對熔池形狀和焊縫結晶過程有明顯的影響。而焊接熔池中液態金屬的流動過程的影響因素十分復雜，和材料特性電弧作用力、電磁力、表面張力梯度、浮力、自然對流等因素有關，因此有人研究建立描述運動熔池中流體對流的數學模型，企圖對焊接熔池中液態金屬的流動過程進行模擬。 3) 焊接冶金過程的模擬 焊接冶金過程的計算機模擬包括對焊縫金屬的結晶過程、冶金組織的估計、最佳焊接規范的選擇等的模擬，這是目前在焊接中計算機模擬的最嚴酷的課題。 4) 焊接熱應力、殘余應力和變形的模擬 由於在這方面的計算方法和計算公式研究較多，因此這方面的計算機模擬應用也較多。目前研究的內容有：焊接時瞬時熱應力及金屬的運動，殘余應力分析，殘余應力對脆斷的影響，往復載荷下焊件中裂紋的生長，焊件的變形，復雜接頭的拘束度，焊接柱子和薄板的穩定強度等。

E. PRO/E里有限元分析怎麼做焊接處理

我用3D軟體做分析都幾乎不做焊接處模擬，都是按照整個結構件是一體的分析的，焊接處都是計算的，SW裡面可以做焊縫，但是電腦不行，模擬的時候都失敗

F. 誰能解釋下什麼是有限元。

有限元

有限元法（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用較簡單的問題代替復雜問題後再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的(較簡單的）近似解，然後推導求解這個域總的滿足條件(如結構的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是准確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由於大多數實際問題難以得到准確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應各種復雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。

英文：Finite Element 有限單元法是隨著電子計算機的發展而迅速發展起來的一種現代計算方法。它是50年代首先在連續體力學領域--飛機結構靜、動態特性分析中應用的一種有效的數值分析方法，隨後很快廣泛的應用於求解熱傳導、電磁場、流體力學等連續性問題。 有限元法分析計算的思路和做法可歸納如下：
編輯本段1） 物體離散化
將某個工程結構離散為由各種單元組成的計算模型，這一步稱作單元剖分。離散後單元與單元之間利用單元的節點相互連接起來；單元節點的設置、性質、數目等應視問題的性質，描述變形形態的需要和計算進度而定（一般情況單元劃分越細則描述變形情況越精確，即越接近實際變形，但計算量越大）。所以有限元中分析的結構已不是原有的物體或結構物，而是同新材料的由眾多單元以一定方式連接成的離散物體。這樣，用有限元分析計算所獲得的結果只是近似的。如果劃分單元數目非常多而又合理，則所獲得的結果就與實際情況相符合。
編輯本段2） 單元特性分析
A、 選擇位移模式 在有限單元法中，選擇節點位移作為基本未知量時稱為位移法；選擇節點力作為基本未知量時稱為力法；取一部分節點力和一部分節點位移作為基本未知量時稱為混合法。位移法易於實現計算自動化，所以，在有限單元法中位移法應用范圍最廣。 當採用位移法時，物體或結構物離散化之後，就可把單元總的一些物理量如位移，應變和應力等由節點位移來表示。這時可以對單元中位移的分布採用一些能逼近原函數的近似函數予以描述。通常，有限元法我們就將位移表示為坐標變數的簡單函數。這種函數稱為位移模式或位移函數。 B、 分析單元的力學性質 根據單元的材料性質、形狀、尺寸、節點數目、位置及其含義等，找出單元節點力和節點位移的關系式，這是單元分析中的關鍵一步。此時需要應用彈性力學中的幾何方程和物理方程來建立力和位移的方程式，從而導出單元剛度矩陣，這是有限元法的基本步驟之一。 C、 計算等效節點力 物體離散化後，假定力是通過節點從一個單元傳遞到另一個單元。但是，對於實際的連續體，力是從單元的公共邊傳遞到另一個單元中去的。因而，這種作用在單元邊界上的表面力、體積力和集中力都需要等效的移到節點上去，也就是用等效的節點力來代替所有作用在單元上的力。
編輯本段3） 單元組集
利用結構力的平衡條件和邊界條件把各個單元按原來的結構重新連接起來，形成整體的有限元方程 （1-1） 式中，K是整體結構的剛度矩陣；q是節點位移列陣；f是載荷列陣。
編輯本段4） 求解未知節點位移
解有限元方程式（1-1）得出位移。這里，可以根據方程組的具體特點來選擇合適的計算方法。 通過上述分析，可以看出，有限單元法的基本思想是"一分一合"，分是為了就進行單元分析，合則為了對整體結構進行綜合分析。 有限元的發展概況 1943年 courant在論文中取定義在三角形域上分片連續函數，利用最小勢能原理研究St.Venant的扭轉問題。 1960年 clough的平面彈性論文中用「有限元法」這個名稱。 1965年 馮康發表了論文「基於變分原理的差分格式」，這篇論文是國際學術界承認我國獨立發展有限元方法的主要依據。 1970年 隨著計算機和軟體的發展，有限元發展起來。 涉及的內容：有限元所依據的理論，單元的劃分原則，形狀函數的選取及協調性。 有限元法涉及：數值計算方法及其誤差、收斂性和穩定性。 應用范圍：固體力學、流體力學、熱傳導、電磁學、聲學、生物力學 求解的情況：桿、梁、板、殼、塊體等各類單元構成的彈性（線性和非線性）、彈塑性或塑性問題（包括靜力和動力問題）。能求解各類場分布問題（流體場、溫度場、電磁場等的穩態和瞬態問題），水流管路、電路、潤滑、雜訊以及固體、流體、溫度相互作用的問題。
編輯本段5）有限元的未來是多物理場耦合
5）有限元的未來是多物理場耦合 隨著計算機技術的迅速發展，在工程領域中，有限元分析（FEA）越來越多地用於模擬模擬，來求解真實的工程問題。這些年來，越來越多的工程師、應用數學家和物理學家已經證明這種採用求解偏微分方程（PDE）的方法可以求解許多物理現象，這些偏微分方程可以用來描述流動、電磁場以及結構力學等等。有限元方法用來將這些眾所周知的數學方程轉化為近似的數字式圖象。 早期的有限元主要關注於某個專業領域，比如應力或疲勞，但是，一般來說，物理現象都不是單獨存在的。例如，只要運動就會產生熱，而熱反過來又影響一些材料屬性，如電導率、化學反應速率、流體的粘性等等。這種物理系統的耦合就是我們所說的多物理場，分析起來比我們單獨去分析一個物理場要復雜得多。很明顯，我們現在需要一個多物理場分析工具。 在上個世紀90年代以前，由於計算機資源的缺乏，多物理場模擬僅僅停留在理論階段，有限元建模也局限於對單個物理場的模擬，最常見的也就是對力學、傳熱、流體以及電磁場的模擬。看起來有限元模擬的命運好像也就是對單個物理場的模擬。 現在這種情況已經開始改變。經過數十年的努力，計算科學的發展為我們提供了更靈巧簡潔而又快速的演算法，更強勁的硬體配置，使得對多物理場的有限元模擬成為可能。新興的有限元方法為多物理場分析提供了一個新的機遇，滿足了工程師對真實物理系統的求解需要。有限元的未來在於多物理場求解。 千言萬語道不盡，下面只能通過幾個例子來展示多物理場的有限元分析在未來的一些潛在應用。 壓電擴音器（Piezoacoustic transcer）可以將電流轉換為聲學壓力場，或者反過來，將聲場轉換為電流場。這種裝置一般用在空氣或者液體中的聲源裝置上，比如相控陣麥克風，超聲生物成像儀，聲納感測器，聲學生物治療儀等，也可用在一些機械裝置比如噴墨機和壓電馬達等。 壓電擴音器涉及到三個不同的物理場：結構場，電場以及流體中的聲場。只有具有多物理場分析能力的軟體才能求解這個模型。 壓電材料選用PZT5-H晶體，這種材料在壓電感測器中用得比較廣泛。在空氣和晶體的交界面處，將聲場邊界條件設置為壓力等於結構場的法向加速度，這樣可以將壓力傳到空氣中去。另外，晶體域中又會因為空氣壓力對其的影響而產生變形。模擬研究了在施加一個幅值200V，震盪頻率為300 KHz的電流後，晶體產生的聲波傳播。這個模型的描述及其完美的結果表明在任何復雜的模型下，我們都可以用一系列的數學模型進行表達，進而求解。 多物理場建模的另外一個優勢就是在學校里，學生們直觀地獲取了以前無法見到的一些現象，而簡單易懂的表達方式也獲得了學生們的好感。這只是Krishan Kumar Bhatia博士在紐約Glassboro的Rowan 大學給高年級的畢業生講授傳熱方程課程時介紹建模及分析工具所感受到的，他的學生的課題是如何冷卻一個摩托車的發動機箱。Bhatia博士教他們如何利用「設計－製造－檢測」的理念來判斷問題、找出問題、解決問題。如果沒有計算機模擬的應用，這種方法在課堂上推廣是不可想像的，因為所需費用實在是太大了。 COMSOL Multiphysics擁有優秀的用戶界面，可以使學生方便地設置傳熱問題，並很快得到所需要的結果。「我的目標是使每個學生都能了解偏微分方程，當下次再遇到這樣的問題時，他們不會再擔心，」 Bhatia博士說，「這不需要了解太多的分析工具，總的來說，學生都反映『這個建模工具太棒了』」。 很多優秀的高科技工程公司已經看到多物理場建模可以幫助他們保持競爭力。多物理場建模工具可以讓工程師進行更多的虛擬分析而不是每次都需要進行實物測試。這樣，他們就可以快速而經濟地優化產品。在印度尼西亞的Medrad Innovations Group中，由John Kalafut博士帶領著一個研究小組，採用多物理場分析工具來研究細長的注射器中血細胞的注射過程，這是一種非牛頓流體，而且具有很高的剪切速率。 通過這項研究，Medrad的工程師製造了一個新穎的裝置稱為先鋒型血管造影導管（Vanguard Dx Angiographic Catheter）。同採用尖噴嘴的傳統導管相比，採用擴散型噴嘴的新導管使得造影劑分布得更加均勻。造影劑就是在進行X光拍照時，將病變的器官顯示得更加清楚的特殊材料。 另外一個問題就是傳統導管在使用過程中可能會使得造影劑產生很大的速度，進而可能會損傷血管。先鋒型血管造影導管降低了造影劑對血管產生的沖擊力，將血管損傷的可能性降至最低。 關鍵的問題就是如何去設計導管的噴嘴形狀，使其既能優化流體速度又能減少結構變形。Kalafut的研究小組利用多物理場建模方法將層流產生的力耦合到應力應變分 析中去，進而對各種不同噴嘴的形狀、布局進行流固耦合分析。「我們的一個實習生針對不同的流體區域建立不同的噴嘴布局，並進行了分析，」 Kalafut博士說，「我們利用這些分析結果來評估這些新想法的可行性，進而降低實體模型製造次數」。 摩擦攪拌焊接（FSW），自從1991年被申請專利以來，已經廣泛應用於鋁合金的焊接。航空工業最先開始採用這些技術，現在正在研究如何利用它來降低製造成本。在摩擦攪拌焊接的過程中，一個圓柱狀具有軸肩和攪拌頭的刀具旋轉插入兩片金屬的連接處。旋轉的軸肩和攪拌頭用來生熱，但是這個熱還不足以融化金屬。反之，軟化呈塑性的金屬會形成一道堅實的屏障，會阻止氧氣氧化金屬和氣泡的形成。粉碎，攪拌和擠壓的動作可以使焊縫處的結構比原先的金屬結構還要好，強度甚至可以到原來的兩倍。這種焊接裝置甚至可以用於不同類型的鋁合金焊接。 空中客車（AirBus）資助了很多關於摩擦攪拌焊接的研究。在製造商大規模投資和重組生產線之前，Cranfield大學的Paul Colegrove博士利用多物理場分析工具幫助他們理解了加工過程。 第一個研究成果是一個摩擦攪拌焊接的數學模型，這讓空客的工程師「透視」到焊縫中來檢查溫度分布和微結構的變化。Colegrove博士和他的研究小組還編寫了一個帶有圖形界面的模擬工具，這樣空客的工程師可以直接提取材料的熱力屬性以及焊縫極限強度。 在這個摩擦攪拌焊接的模擬過程中，將三維的傳熱分析和二維軸對稱的渦流模擬耦合起來。傳熱分析計算在刀具表面施加熱流密度後，結構的熱分布。可以提取出刀具的位移，熱邊界條件，以及焊接處材料的熱學屬性。接下來將刀具表面處的三維熱分布映射到二維模型上。耦合起來的模型就可以計算在加工過程中熱和流體之間的相互作用。 將基片的電磁、電阻以及傳熱行為耦合起來需要一個真正的多物理場分析工具。一個典型的應用是在半導體的加工和退火的工藝中，有一種利用感應加熱的熱壁熔爐，它用來讓半導體晶圓生長，這是電子行業中的一項關鍵技術。 例如，金剛砂在2,000°C的高溫環境下可以取代石墨接收器，接收器由功率接近10KW的射頻裝置加熱。在如此高溫下要保持爐內溫度的均勻，爐腔的設計至關重要。經過多物理場分析工具的分析，發現熱量主要是通過輻射的方式進行傳播的。在模型內不僅可以看到晶圓表面溫度的分布，還可以看到熔爐的石英管上的溫度分布。 在電路設計中，影響材料選擇的重要方面是材料的耐久性和使用壽命。電器小型化的趨勢使得可在電路板上安裝的電子元件發展迅猛。眾所周知，安裝在電路板上的電阻以及其他一些元件會產生大量的熱，進而可能使得元件的焊腳處產生裂縫，最後導致整個電路板報廢。 多物理場分析工具可以分析出整個電路板上熱量的轉移，結構的應力變化以及由於溫度的上升導致的變形。這樣做可以用來提升電路板設計的合理性以及材料選擇的合理性。 計算機能力的提升使得有限元分析由單場分析到多場分析變成現實，未來的幾年內，多物理場分析工具將會給學術界和工程界帶來震驚。單調的「設計－校驗」的設計方法將會慢慢被淘汰，虛擬造型技術將讓你的思想走得更遠，通過模擬模擬將會點燃創新的火花。