有限元能实现什么焊接类型模拟

A. 谁精通ansys有限元分析谁知道焊接件在ansys中应进行怎样的等效处理

看来你关注的不是焊接过程，那就把两个焊接件粘贴起来，作为一个整体模型分析就可以了，这个不麻烦做有限元分析经常这样做

B. solidworks焊接结构件如何进行有限元分析

用组合特征，组合成一个实体，就可以分析了。

C. 焊接残余应力的计算机模拟研究方法

近年来，计算机数值模拟技术逐渐应用于焊接结构残余应力的研究中。
焊接残余应力应力的计算机模拟采用热力耦合的弹塑性有限元模型，采用热分析与静力分析耦合的方法，计算得到了包括电弧焊、激光焊、电子束焊、激光焊、搅拌摩擦焊、线性摩擦焊、惯性摩擦焊等高新焊接技术在内的几乎所有焊接技术得到的焊接结构中的残余应力分布。模拟结果与实验测得值吻合良好。
计算机模拟方法正在逐步推广成为工业界广泛采用的一种不可或缺的数字化制造技术。
多家国内大学与研究单位，如清华大学（先进成型制造技术教育部重点实验室），西北工业大学（摩擦焊陕西省重点实验室）等，都在焊接残余应力的模拟与仿真技术开发与应用方面有着丰富的研究经验。

D. 计算机在焊接中的应用 很急很急很急!!!

1.1 电阻点焊、缝焊过程的微机控制 由于电阻点焊在汽车制造等行业中有广泛的应用，因此如何稳定焊点的质量越来越受到广泛重视。目前国外新出的电阻点、缝焊机均采用微机控制焊接程序和焊点质量。例如微机控制的点焊机器人 ( 德国 KLIKA公司 ) ，微机点焊程序控制器，微机点焊恒流控制器等。 利用计算机控制电阻点焊、缝焊过程的目的主要是保证焊点的质量，目前采用的办法是恒流法、计算能量法、测量焊点膨胀的位移法和检测动态电阻法。恒流法是将测得的焊接电流信号通过 A ／ D 转换器送入计算机计算其有效值，与预置标准焊点各周波内的电流有效值相比较，如有差异，则计算机输出信号自动调整主电路晶闸管的导通角，达到恒流控制的目的。计算能量法是用计算机实时计算焊接输入能量 Q= K∑i2a老与预置 K∑i2a 比较，如发现“在焊点”的能量提前或滞后达到标准焊点的能量时，将自动缩短或延长通电时间 1/3 ～ 1 个周波。上述两种方法都属于旨在稳定焊接参数的恒参数的闭环控制，其检测量都为焊接电流。计算机控制系统同时具有控制焊接程序的功能。位移法与动态电阻法则属于焊接质量控制范畴。 1.2 电子束焊接的微机控制 电子束焊接的微机控制主要是用微机对焊接程序、电子束扫描时间进行控制，同时控制电子枪的高偏转电流、焊接速度等，以达到稳定参数的目的。在焊接不同材料和板厚的工件时，也便于选择和调整上述参数以保证焊接质量。 另外一种用途是，采用微机控制电子束焦点移动的轨迹，用于焊接精密的复杂曲线焊缝、焊缝跟踪或其他精密电子束加工。因此目前先进的电子束焊机都采用微机控制。 1.3 电弧及焊缝熔池的形态与位置 计算机图像处理技术在焊接中的另一个用途是用摄象机拍摄实际焊接时的电弧及焊缝熔池的图像，计算机 对该图像进行去噪声、二值化处理后，勾画出电弧与焊缝熔池的轮廓以识别出熔池与电弧的形态以及弧所处的位置，从而可以进行焊缝自动跟踪、焊缝熔宽控制、焊缝熔透控制等。这正是目前国内外焊接研究的焊接过程智能控制的主要内容之一 ，其用途是为弧焊机器人提供视觉、以保证焊接质量并扩大弧焊机器人的应用范围。 用于这方面的计算机图像处理技术与前面所介绍的 X 射线底片上焊缝缺陷的识别基本相同。其特点首先是因为电弧是一个强光源，必须采用恰当的滤光技术才能拍摄到层次分明的电弧及熔池的图像。其次，图像是动态的，在摄取图像时，时间噪声较大，同时由于往往要利用图像分析的结果进行反馈控制，因此对图像的处理要尽可能快地捕捉到其特征信息，如电极轮廓、熔池形状等。 在采用两个摄象头的焊缝熔池控制系统中，在电弧前方的摄象头摄取焊缝坡口的图像，在电弧后方的摄象头摄取电弧和焊接熔池的图像。由于该摄象头可直接输出数字量信号，因此所摄取韵图像信息直接送往各自的图像存储器。计算机对两个图像存储器中的图像信息进行处理，可以进行在窄间隙焊时焊缝跟踪，利用计算机采用模糊逻辑控制来控制焊缝熔池的宽度甚至熔透。由此可见，将图像处理技术与计算机控制技术相结合，可以实现智能控制。1.4 计算机模拟与仿真技术 计算机模拟技术在焊接中的应用，是通过计算机的软件在计算机中模拟一个物理过程，例如焊接热过程、力学过程、熔池的形成过程、焊缝金属的结晶过程及接头组织性能预测、焊接裂纹的形成过程、焊接接头的力学行为、计算焊接力学、焊接电弧的热。力学行为、电源—电弧系统的稳定性、焊机控制系统的结构及静态和动态过程、焊工操作技术等。在计算机中可随意改变一个系统中的各种有关参数，研究其对结果输出的影响。这样不仅可以节省大量算机运算速度快，能进行多参数多方案的运算比较，从而能揭示人们在一般试验中不易发现的规律。如果将计算机模拟技术与前面介绍的计算机数字采集技术相结合，则将会产生更好的效果。 进行计算机模拟的关键是对所研究的系统建立一个能进行分析的数学模型或软件模型。由于目前计算机应用数学技术、软件技术的发展，利用计算机不仅能计算解析数学模型，还能计算统计模型、随机过程、甚至各种逻辑推理模型。并且由于计算机图形技术的发展，可以用各种二维或三维图形来表述分析或模拟的结果，有助于人们对事物发生变化的过程与结果进行深入的分析。所以应当认为客观存在的任何一个过程，我们都可以设法用计算机进行模拟。问题在于我们要进行开发工作。 焊接工程师要获得合格的产品，基本上有两个途径： (1) 经验途径 经验途径是通过试验或经验确定参数控制热过程。 (2) 分析途径 分析途径是通过数学分析即计算机数字模拟技术来确定参数控制焊接热过程。 通常经验途径是比较可靠的，所以在一般结构的制造中都采用经验途径确定有关焊接参数。但在制造采用新钢种的焊接结构或用特殊焊接方法及焊接工艺制造重要的焊接结构时， 由于可依赖的经验很少，而仅仅通过试验去积累资料和经验则需很长的时间和大量的经费，在某些情况下，例如焊接核反应堆的压力容器是经不起失败的。因此在这种情况下，计算机模拟技术就具有独特的能力，我们可以在很短的时间内模拟在许多不同的条件下焊成的焊接接头，从而找出合适的参数。为达到这个目的，早在十多年前焊接研究人员就从事计算机模拟技术在焊接中应用的研究工作。近年来，由于计算机软件技术的发展，对于有许多经验可借鉴的焊接问题也往往采用计算机模拟技术寻求最佳解决方案。 现仅将目前计算机模拟技术已在焊接领域中得到应用的方面简介如下： 1) 焊接热过程的模拟 焊接热过程是指焊接时热流产生的全部过程，焊接时热流产生的热循环引起焊接接头热影响区显微组织变化、热应力和变形。因而对焊接时热流的分析可能是焊接过程模拟的最基本的问题。 不恰当的热流可能导致裂纹及脆性，残余应力可能引起变形及脆性断裂。因此焊接工程师试图通过正确选择设计和制造规范，包括板厚、接头设计、焊接参数、预热温度等去控制焊接热过程从而控制冶金转变和残余应力。 对焊接热过程的计算机模拟十般都有一个热源产生的热流在固体中传导的基本方程，例如： 由于对热源形态及所焊工件板厚、传导介质等的假设不同，方程式可有不同形式。在计算机模拟时一般采用差分法和有限元法。模拟结果计算机可以以温度场分布、热循环曲线等多种形式输出。由于焊接热过程具体情况比较复杂，因此往往针对具体问题进行模拟，例如有热源的形状和尺寸、热性能的温度效应、辐射效应、水下焊接、复杂接头、多道焊及预热条件下的热过程等计算机模拟程序。 2) 焊接熔池中流体动力学的模拟 焊接熔池中液态金属的流动过程对确定熔池中的传热过程和温度分布有重要作用，对熔池形状和焊缝结晶过程有明显的影响。而焊接熔池中液态金属的流动过程的影响因素十分复杂，和材料特性电弧作用力、电磁力、表面张力梯度、浮力、自然对流等因素有关，因此有人研究建立描述运动熔池中流体对流的数学模型，企图对焊接熔池中液态金属的流动过程进行模拟。 3) 焊接冶金过程的模拟 焊接冶金过程的计算机模拟包括对焊缝金属的结晶过程、冶金组织的估计、最佳焊接规范的选择等的模拟，这是目前在焊接中计算机模拟的最严酷的课题。 4) 焊接热应力、残余应力和变形的模拟 由于在这方面的计算方法和计算公式研究较多，因此这方面的计算机模拟应用也较多。目前研究的内容有：焊接时瞬时热应力及金属的运动，残余应力分析，残余应力对脆断的影响，往复载荷下焊件中裂纹的生长，焊件的变形，复杂接头的拘束度，焊接柱子和薄板的稳定强度等。

E. PRO/E里有限元分析怎么做焊接处理

我用3D软件做分析都几乎不做焊接处模拟，都是按照整个结构件是一体的分析的，焊接处都是计算的，SW里面可以做焊缝，但是电脑不行，模拟的时候都失败

F. 谁能解释下什么是有限元。

有限元

有限元法（FEA，Finite Element Analysis）的基本概念是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

英文：Finite Element 有限单元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。它是50年代首先在连续体力学领域--飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。 有限元法分析计算的思路和做法可归纳如下：
编辑本段1） 物体离散化
将某个工程结构离散为由各种单元组成的计算模型，这一步称作单元剖分。离散后单元与单元之间利用单元的节点相互连接起来；单元节点的设置、性质、数目等应视问题的性质，描述变形形态的需要和计算进度而定（一般情况单元划分越细则描述变形情况越精确，即越接近实际变形，但计算量越大）。所以有限元中分析的结构已不是原有的物体或结构物，而是同新材料的由众多单元以一定方式连接成的离散物体。这样，用有限元分析计算所获得的结果只是近似的。如果划分单元数目非常多而又合理，则所获得的结果就与实际情况相符合。
编辑本段2） 单元特性分析
A、 选择位移模式 在有限单元法中，选择节点位移作为基本未知量时称为位移法；选择节点力作为基本未知量时称为力法；取一部分节点力和一部分节点位移作为基本未知量时称为混合法。位移法易于实现计算自动化，所以，在有限单元法中位移法应用范围最广。 当采用位移法时，物体或结构物离散化之后，就可把单元总的一些物理量如位移，应变和应力等由节点位移来表示。这时可以对单元中位移的分布采用一些能逼近原函数的近似函数予以描述。通常，有限元法我们就将位移表示为坐标变量的简单函数。这种函数称为位移模式或位移函数。 B、 分析单元的力学性质 根据单元的材料性质、形状、尺寸、节点数目、位置及其含义等，找出单元节点力和节点位移的关系式，这是单元分析中的关键一步。此时需要应用弹性力学中的几何方程和物理方程来建立力和位移的方程式，从而导出单元刚度矩阵，这是有限元法的基本步骤之一。 C、 计算等效节点力 物体离散化后，假定力是通过节点从一个单元传递到另一个单元。但是，对于实际的连续体，力是从单元的公共边传递到另一个单元中去的。因而，这种作用在单元边界上的表面力、体积力和集中力都需要等效的移到节点上去，也就是用等效的节点力来代替所有作用在单元上的力。
编辑本段3） 单元组集
利用结构力的平衡条件和边界条件把各个单元按原来的结构重新连接起来，形成整体的有限元方程 （1-1） 式中，K是整体结构的刚度矩阵；q是节点位移列阵；f是载荷列阵。
编辑本段4） 求解未知节点位移
解有限元方程式（1-1）得出位移。这里，可以根据方程组的具体特点来选择合适的计算方法。 通过上述分析，可以看出，有限单元法的基本思想是"一分一合"，分是为了就进行单元分析，合则为了对整体结构进行综合分析。 有限元的发展概况 1943年 courant在论文中取定义在三角形域上分片连续函数，利用最小势能原理研究St.Venant的扭转问题。 1960年 clough的平面弹性论文中用“有限元法”这个名称。 1965年 冯康发表了论文“基于变分原理的差分格式”，这篇论文是国际学术界承认我国独立发展有限元方法的主要依据。 1970年 随着计算机和软件的发展，有限元发展起来。 涉及的内容：有限元所依据的理论，单元的划分原则，形状函数的选取及协调性。 有限元法涉及：数值计算方法及其误差、收敛性和稳定性。 应用范围：固体力学、流体力学、热传导、电磁学、声学、生物力学 求解的情况：杆、梁、板、壳、块体等各类单元构成的弹性（线性和非线性）、弹塑性或塑性问题（包括静力和动力问题）。能求解各类场分布问题（流体场、温度场、电磁场等的稳态和瞬态问题），水流管路、电路、润滑、噪声以及固体、流体、温度相互作用的问题。
编辑本段5）有限元的未来是多物理场耦合
5）有限元的未来是多物理场耦合 随着计算机技术的迅速发展，在工程领域中，有限元分析（FEA）越来越多地用于仿真模拟，来求解真实的工程问题。这些年来，越来越多的工程师、应用数学家和物理学家已经证明这种采用求解偏微分方程（PDE）的方法可以求解许多物理现象，这些偏微分方程可以用来描述流动、电磁场以及结构力学等等。有限元方法用来将这些众所周知的数学方程转化为近似的数字式图象。 早期的有限元主要关注于某个专业领域，比如应力或疲劳，但是，一般来说，物理现象都不是单独存在的。例如，只要运动就会产生热，而热反过来又影响一些材料属性，如电导率、化学反应速率、流体的粘性等等。这种物理系统的耦合就是我们所说的多物理场，分析起来比我们单独去分析一个物理场要复杂得多。很明显，我们现在需要一个多物理场分析工具。 在上个世纪90年代以前，由于计算机资源的缺乏，多物理场模拟仅仅停留在理论阶段，有限元建模也局限于对单个物理场的模拟，最常见的也就是对力学、传热、流体以及电磁场的模拟。看起来有限元仿真的命运好像也就是对单个物理场的模拟。 现在这种情况已经开始改变。经过数十年的努力，计算科学的发展为我们提供了更灵巧简洁而又快速的算法，更强劲的硬件配置，使得对多物理场的有限元模拟成为可能。新兴的有限元方法为多物理场分析提供了一个新的机遇，满足了工程师对真实物理系统的求解需要。有限元的未来在于多物理场求解。 千言万语道不尽，下面只能通过几个例子来展示多物理场的有限元分析在未来的一些潜在应用。 压电扩音器（Piezoacoustic transcer）可以将电流转换为声学压力场，或者反过来，将声场转换为电流场。这种装置一般用在空气或者液体中的声源装置上，比如相控阵麦克风，超声生物成像仪，声纳传感器，声学生物治疗仪等，也可用在一些机械装置比如喷墨机和压电马达等。 压电扩音器涉及到三个不同的物理场：结构场，电场以及流体中的声场。只有具有多物理场分析能力的软件才能求解这个模型。 压电材料选用PZT5-H晶体，这种材料在压电传感器中用得比较广泛。在空气和晶体的交界面处，将声场边界条件设置为压力等于结构场的法向加速度，这样可以将压力传到空气中去。另外，晶体域中又会因为空气压力对其的影响而产生变形。仿真研究了在施加一个幅值200V，震荡频率为300 KHz的电流后，晶体产生的声波传播。这个模型的描述及其完美的结果表明在任何复杂的模型下，我们都可以用一系列的数学模型进行表达，进而求解。 多物理场建模的另外一个优势就是在学校里，学生们直观地获取了以前无法见到的一些现象，而简单易懂的表达方式也获得了学生们的好感。这只是Krishan Kumar Bhatia博士在纽约Glassboro的Rowan 大学给高年级的毕业生讲授传热方程课程时介绍建模及分析工具所感受到的，他的学生的课题是如何冷却一个摩托车的发动机箱。Bhatia博士教他们如何利用“设计－制造－检测”的理念来判断问题、找出问题、解决问题。如果没有计算机仿真的应用，这种方法在课堂上推广是不可想象的，因为所需费用实在是太大了。 COMSOL Multiphysics拥有优秀的用户界面，可以使学生方便地设置传热问题，并很快得到所需要的结果。“我的目标是使每个学生都能了解偏微分方程，当下次再遇到这样的问题时，他们不会再担心，” Bhatia博士说，“这不需要了解太多的分析工具，总的来说，学生都反映‘这个建模工具太棒了’”。 很多优秀的高科技工程公司已经看到多物理场建模可以帮助他们保持竞争力。多物理场建模工具可以让工程师进行更多的虚拟分析而不是每次都需要进行实物测试。这样，他们就可以快速而经济地优化产品。在印度尼西亚的Medrad Innovations Group中，由John Kalafut博士带领着一个研究小组，采用多物理场分析工具来研究细长的注射器中血细胞的注射过程，这是一种非牛顿流体，而且具有很高的剪切速率。 通过这项研究，Medrad的工程师制造了一个新颖的装置称为先锋型血管造影导管（Vanguard Dx Angiographic Catheter）。同采用尖喷嘴的传统导管相比，采用扩散型喷嘴的新导管使得造影剂分布得更加均匀。造影剂就是在进行X光拍照时，将病变的器官显示得更加清楚的特殊材料。 另外一个问题就是传统导管在使用过程中可能会使得造影剂产生很大的速度，进而可能会损伤血管。先锋型血管造影导管降低了造影剂对血管产生的冲击力，将血管损伤的可能性降至最低。 关键的问题就是如何去设计导管的喷嘴形状，使其既能优化流体速度又能减少结构变形。Kalafut的研究小组利用多物理场建模方法将层流产生的力耦合到应力应变分 析中去，进而对各种不同喷嘴的形状、布局进行流固耦合分析。“我们的一个实习生针对不同的流体区域建立不同的喷嘴布局，并进行了分析，” Kalafut博士说，“我们利用这些分析结果来评估这些新想法的可行性，进而降低实体模型制造次数”。 摩擦搅拌焊接（FSW），自从1991年被申请专利以来，已经广泛应用于铝合金的焊接。航空工业最先开始采用这些技术，现在正在研究如何利用它来降低制造成本。在摩擦搅拌焊接的过程中，一个圆柱状具有轴肩和搅拌头的刀具旋转插入两片金属的连接处。旋转的轴肩和搅拌头用来生热，但是这个热还不足以融化金属。反之，软化呈塑性的金属会形成一道坚实的屏障，会阻止氧气氧化金属和气泡的形成。粉碎，搅拌和挤压的动作可以使焊缝处的结构比原先的金属结构还要好，强度甚至可以到原来的两倍。这种焊接装置甚至可以用于不同类型的铝合金焊接。 空中客车（AirBus）资助了很多关于摩擦搅拌焊接的研究。在制造商大规模投资和重组生产线之前，Cranfield大学的Paul Colegrove博士利用多物理场分析工具帮助他们理解了加工过程。 第一个研究成果是一个摩擦搅拌焊接的数学模型，这让空客的工程师“透视”到焊缝中来检查温度分布和微结构的变化。Colegrove博士和他的研究小组还编写了一个带有图形界面的仿真工具，这样空客的工程师可以直接提取材料的热力属性以及焊缝极限强度。 在这个摩擦搅拌焊接的模拟过程中，将三维的传热分析和二维轴对称的涡流模拟耦合起来。传热分析计算在刀具表面施加热流密度后，结构的热分布。可以提取出刀具的位移，热边界条件，以及焊接处材料的热学属性。接下来将刀具表面处的三维热分布映射到二维模型上。耦合起来的模型就可以计算在加工过程中热和流体之间的相互作用。 将基片的电磁、电阻以及传热行为耦合起来需要一个真正的多物理场分析工具。一个典型的应用是在半导体的加工和退火的工艺中，有一种利用感应加热的热壁熔炉，它用来让半导体晶圆生长，这是电子行业中的一项关键技术。 例如，金刚砂在2,000°C的高温环境下可以取代石墨接收器，接收器由功率接近10KW的射频装置加热。在如此高温下要保持炉内温度的均匀，炉腔的设计至关重要。经过多物理场分析工具的分析，发现热量主要是通过辐射的方式进行传播的。在模型内不仅可以看到晶圆表面温度的分布，还可以看到熔炉的石英管上的温度分布。 在电路设计中，影响材料选择的重要方面是材料的耐久性和使用寿命。电器小型化的趋势使得可在电路板上安装的电子元件发展迅猛。众所周知，安装在电路板上的电阻以及其他一些元件会产生大量的热，进而可能使得元件的焊脚处产生裂缝，最后导致整个电路板报废。 多物理场分析工具可以分析出整个电路板上热量的转移，结构的应力变化以及由于温度的上升导致的变形。这样做可以用来提升电路板设计的合理性以及材料选择的合理性。 计算机能力的提升使得有限元分析由单场分析到多场分析变成现实，未来的几年内，多物理场分析工具将会给学术界和工程界带来震惊。单调的“设计－校验”的设计方法将会慢慢被淘汰，虚拟造型技术将让你的思想走得更远，通过模拟仿真将会点燃创新的火花。