
ANSYS APDL的增材制造:单道、单层、多层温度/场应力场模拟及高斯面与双椭球热源
模型
# ANSYS APDL 增材制造模拟:从单道到多层的温度与应力场探索
在增材制造领域,深入理解温度场和应力场的分布对于优化制造工艺、提高零件质量至关重要。ANS
YS APDL 提供了强大的工具来模拟这一复杂过程,本文将围绕增材制造的单道、单层以及多层模拟展开,
结合生死单元技术,以及高斯面热源和双椭球热源模型进行详细探讨。
## 单道模拟
### 生死单元概念
生死单元是增材制造模拟中的关键技术。在实际制造过程中,材料逐层添加,而在模拟里,我们通过
控制单元的“生死”来模拟材料的沉积。例如,在 APDL 中,使用 `EKILL` 命令可以杀死单元(模拟材料尚
未沉积),使用 `EALIVE` 命令可以激活单元(模拟材料已沉积)。
### 热源模型 - 高斯面热源
高斯面热源是一种常用的热源模型,它假设热源在材料表面呈高斯分布。在 APDL 中,可以通过以
下代码来实现高斯面热源加载:
```apdl
! 定义高斯热源参数
RMPTEMP,1,TEMP1 ! 定义参考温度
HEATVAL = 10000 ! 热源强度
X0 = 0 ! 热源中心 X 坐标
Y0 = 0 ! 热源中心 Y 坐标
SIGMA = 1 ! 高斯分布标准差
! 遍历单元施加高斯热源
*DO, I, 1, NUM_ELEMS
*GET, X, ELEM, I, CENT, X
*GET, Y, ELEM, I, CENT, Y
HEATLOAD = HEATVAL * EXP(-((X - X0) ** 2+(Y - Y0) ** 2)/(2 * SIGMA ** 2))
BFE, I, HGEN, 1, HEATLOAD
*ENDDO
```
这段代码首先定义了高斯热源的关键参数,如热源强度、中心位置和标准差。然后通过循环遍历每
个单元,根据高斯分布公式计算每个单元中心位置的热载荷,并使用 `BFE` 命令施加到单元上。