一文搞定建立所有热源模型-DFLUX子程序教学及焊接过渡网格画法

hello，小伙伴们大家晚上好，今天是2020-12-18。周五，非常抱歉，前两天因为别的事耽搁了，所有没有更新专栏。今天开始我们稍微回归一下正轨。今天晚上给大家介绍一个新的abaqus用户热源子程序DFLUX。感觉应该是焊接方面的用的比较多。其他领域我不太清楚。

1 子程序接口

我们第一步就是在帮助文档里找接口，说实话，这个我都不想说了。懂我的兄弟们都懂了，看过我之前文章的粉丝们，应该不陌生了。如果有新的小伙伴，第一次看，有不知道的在哪的，请看之前的文章。

2 子程序待定义变量

待定义的变量有两个，一个是热源Flux(1)，还有一个是Flux(2)，这个东西就是热源对温度的偏导数。我之前就讲过了，很多子程序都有这个东西。当一个待定义的变量是某些量的函数的时候，为了增加收敛速度，会让你人为的把它对自变量的偏导数写出来。比如，我们这里，flux(2)就是flux(1)对温度的偏导数。后面的许许多多子程序都会有这个东西，大家要熟悉。

3 子程序的其余形参

Dflux的形参比较简单。我就不单独介绍了，大家自己可以看一看，跟之前几个常用的差不太多。常用的就那么几个，大家可以读一读。我们今天用到的就两个，一个是Time(2)，总时间。一个是COORDS，三元素的一维数组，节点坐标。

4 cae模型

介绍完了子程序的接口之后呢。下面就说一下我们今天用的cae模型吧。因为Dflux一般是用于焊接分析的，所以我们就讲一个焊接的例子（实在是网上的焊接例子有点多，）

今天的用的模型和热源数据我都是参考下面这篇文献里的。我就在知网里随便找了一篇。

（1） 所用的几何模型是一块120*70*3.5mm的板材。

（2）Partition，沿着中间切开：（等会画网格需要）

(3)  材料模型，我这里用热力学3要素就行了，密度、比热、热传导系数。因为等会我只算热传导。如果算热力耦合的话，还需要加弹性模量、塑性、以及连接热学和力学的桥梁-热膨胀系数。我为了算的快一点，只调一个热传导模型。

（4）定义分析步，上个刚说，我们这里的分析步选的是Heat Transfer。热传导模型，有兴趣的小伙伴可以自己试试热力耦合。

（5）画网格，先讲画网格。（注意：大家如果觉得这一节比较麻烦的话，可以不做，直接画个均匀一点的网格往后算就行了）。但是，如果你要看的话，这也是今天的有bonus地方。首先看一下别人文献里画的网格。平板焊接的侧重点都是热源部分，细化的很好。网格过渡的很自然。

我看到的时候，我也准备画这么一个，然后发现在abaqus里不太好画。如果有做过焊接的小伙伴应该知道，这种过渡网格，一般都是在第三方软件下画好的，比如我们的HyperMesh，比如ANSA。然后我就想试试能不能在abaqus下画，我准备自己动手操刀写个脚本的。然后百度了一下，发现有人已经写过了，那我就笑纳了，借花献佛，也送给大家，谢谢这位无私奉献的前辈，哈哈（别人是2012年就写了的）

原链接在这里：http://forums.caenet.cn/showtopic-528705.aspx

里面有源码，大家也可以下载。这个脚本是做什么的呢。是绘制过渡网格的。我看了一下。做的效果挺好的，但是有个小缺点。展示一下，这位前辈的脚本做法。大家可以用我们刚才那个模型试试看。

如果你自己尝试的话，应该会发现。这个过渡网格，只能画在与xy平面平行的面上，如果是xz，或者是yz平面，就不能画了。如果你想画在下图的这个xz平面。用这位前辈的脚本是行不通的。

这也是为什么有人在它的文章底下留这句话的原因。

但是好在，咱们做开发的，就喜欢找这种小问题。。我把它稍微改了一点，加了一个参数Dcoordinates。致敬前辈，顺着他的编码写下去，就没改别的了。这个Dcoordinates是一个绝对坐标，是草图右边一条边上的某个点。比如我举个例子：

其他的变量可以参考之前那位前辈的脚本介绍。里面讲的挺详细。

运行完之后的样子如下图，我这么空讲，你们很难理解，大家自己下去照着前辈的教程练习练习。如果你感兴趣的话，我当时是挺有兴趣的。

由于源码比较长，我把改过的源码和子程序都放我的github里，大家可以下载：https://github.com/wuhuiguo/Abaqus

做完这部分partition之后，进入mesh模块。选过渡区域，网格个数为1。

然后选边，在过渡一下。厚度方向的层数看着就行。给8个。

最后生成网格mesh。过渡区域生成的不够好，所以不是太好看。但是方法就是这样，大家可以自己动手尝试做个好看的。

我终于讲完了，可累死我，相信你们可能也看的一脸懵。如果要理解怎么做的画，需要自己动手尝试，多自己运行运行脚本，试几次就明白了。这部分的内容实在是我无心之举。如果大家觉得比较复杂的话，可以跳过不用做。直接画一个均匀的网格也无所谓。就是算的可能稍微慢了一点。

（6）载荷类型，cae种开启dflux接口。在load力，选surface heat flux，我们今天用的高斯面热源，函数稍微简单一点。其实体热源也一样啊，像双椭球的体热源，还有激光焊的那种符合热源。其实就是函数稍微复杂了一点，整个操作过程，包括子程序的写法上，与这个最简单的高斯面热源相比，都没有其他区别。就是函数复杂了一点。 

5 写子程序

我们所有的准备工作都做完了之后，到了我们的千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面的写脚本环节。

我们今天写高斯热源模型，首先你得知道这个模型是什么吧：

参数的大小也要知道的吧：

参数有好多组，我就随便取了一组。

接下来就是写程序了，如下：

里面有些关键的地方，我都加了注释了。整个flux(1)就是基于上面的高斯热源公式，我们所要做的就是把公式写进子程序里。由于flux(1)与温度无关，所以flux(2)可以不用定义，或者写flux(2)=0也可以。

大家注意一点，我写的子程序，是基于我的这个坐标系下，如果你们的坐标原点不是这里，要相应的改一下子程序：

6 测试子程序

下面我们就去测试一下：

（1）

（2）

（3）

总体来说，子程序是没问题的，就是温度偏低，是热源的值小了，应该是高斯热源的参数给的不好。文献里的SI单位，我用的是mm-MPa单位，可能是换算的过程出现了问题。大家不妨找找看。

好啦，我们今天的内容就到这里啦。明天再见。88，大家晚安。今天的源码都在我的github里。https://github.com/wuhuiguo/Abaqus，一直都是这个网站，大家需要的下载一下即可。我每写一次专栏都会同步更新一次。

凡治众如治寡，分数是也 -《孙子兵法》