1、Abaqus模擬焊接基于Fortran的熱源子程序1概述Abaqus的二次開發一般用Python，而Abaqus中應用到的子程序（包括材料和載荷等）用Fortran編寫。Abaqus的子程序接口比較多，在模擬焊接時對熱源的描述只能采用子程序的方式進行加載。2熱源焊接時的熱源其實是比較復雜的，但是為了便于計算，比較常用的做法是將熱源采用高斯函數的形式進行描述。其形式如下，分別是直角坐標系下和極坐標系下。這個方程的坐標值是基于熱源中心的坐標，熱源形式如圖1所示：圖1熱源分布3建模（1）Part建立一個矩形平板如圖2。圖2 Part（2）Property定義材料屬性，熱導率（Conductuvity

2、），密度（Density），彈性模量（Elastic），膨脹系數（Expansion）、塑性參數（Plastic）、比熱容（Specific Heat）。圖3 Property（3）Assembly建立組件。（4）Step焊接模擬如果只求溫度場，那么就建立Heat Transfer載荷步，如果需要熱應力，那么就需要建立耦合分析步，Couple temp-displacement。定義兩個載荷步分別是焊接過程和冷卻過程，同時打開大變形。圖4 Step根據需要設置Fieldoutput輸出場數據和歷史輸出數據History Output.（5）Interaction平板的所有表面與外界存在對流傳熱

3、，需要定義對流傳熱屬性，對流傳熱系數Film condition，定義的時候還需要指定外界的溫度。圖5 Interaction（6）Load焊接熱源屬于體熱源，需要定義Body heat flux，熱源只作用于第一個載荷步，體熱源的作用對象是所有的體，不單單是焊接那一部分。定義熱源時選擇用戶自定義（User-defined），由子程序加載。圖6 Heat flux然后施加約束。再然后通過Predefined Field Manager管理器定義初始溫度。圖7 Predefined Field（7）Mesh單元類型同樣根據載荷步選擇，熱結構耦合單元對應的Coupled Temperature-D

4、isplacement類型。圖8 Mesh（Element Type-Coupled Temperature-Displacement）（8）Job創建Job，并且指定需要加載的用戶子程序。圖9 Job（subroutine）（9）Submit生成Input File，求解運算。4用戶子程序熱源采用Fortran編寫，主要格式如下：SUBROUTINEDFLUX(FLUX,SOL,JSTEP,JINC,TIME,NOEL,NPT,COORDS,JLTYP,1TEMP,PRESS,SNAME)INCLUDEABA_PARAM.INCparameter(one=1.d0,three=3.d0)DIMENSIONCOORDS(3),FLUX(2),TIME(2)CHARACTER*80 SNAMERETURN中間為過程中間為過程中間為過程end subroutineDFLUX!JSTEP,JINC為當前傳到用戶子程序的STEP和INCREMENT值；!TIME（1）、TIME(2)為當前STEP TIME和INCREMENTTIME的值；!NOEL，NPT為積分點所在單元的編號和積分