ANSYS軟件在焊接傳熱學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

　　1. 江蘇科技大學(xué)高教研究課題資助課題編號：GJKTY2009003
　　2. 江蘇科技大學(xué)本科教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目資助課題編號：GX20091020
　　摘 要：焊接傳熱學(xué)是焊接專業(yè)的主要基礎(chǔ)理論之一，由于其內(nèi)容復(fù)雜、抽象，教師教學(xué)及學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)都存在較大的困難。本文以焊接溫度場、焊接熱循環(huán)以及焊接熱過程的有限元求解等三個(gè)焊接傳熱學(xué)的重點(diǎn)概念為實(shí)例引入ANSYS軟件進(jìn)行輔助教學(xué)。發(fā)現(xiàn)通過在焊接傳熱學(xué)教學(xué)中引入ANSYS軟件進(jìn)行輔助，可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使得學(xué)生加深對焊接傳熱學(xué)相關(guān)理論的了解和認(rèn)識。
　　關(guān)鍵詞：焊接傳熱學(xué)ANSYS軟件教學(xué)溫度場熱循環(huán)
　　中圖分類號：TG4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791（2011）06（b）-0000-00
　　
　　1前言
　　焊接傳熱學(xué)，就是研究被焊材料受熱之后熱的傳播和分布的有關(guān)規(guī)律，它是決定焊接質(zhì)量和焊接生產(chǎn)率的重要因素。這是由于焊接熱過程貫穿整個(gè)焊接過程的始終，包括被焊材料的加熱、熔化、冶金反應(yīng)、結(jié)晶、組織轉(zhuǎn)變等，并且焊接各部位受不均勻加熱及冷卻，也會(huì)造成不均勻的應(yīng)力狀態(tài)，產(chǎn)生不同程度的應(yīng)力變形和形變，嚴(yán)重焊接質(zhì)量，同時(shí)焊接熱過程也決定了母材及焊材的溶化速度，也決定著焊接生產(chǎn)率。因此針對焊接熱過程開展的焊接傳熱學(xué)教學(xué)受到焊接及相關(guān)專業(yè)的廣泛重視，是焊接專業(yè)的主要基礎(chǔ)理論之一[1~3]。
　　ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛用于航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究[4]。軟件主要包括三個(gè)部分：前處理模塊，分析計(jì)算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊可將計(jì)算結(jié)果以彩色等值線顯示、梯度顯示、矢量顯示、粒子流跡顯示、立體切片顯示、透明及半透明顯示（可看到結(jié)構(gòu)內(nèi)部）等圖形方式顯示出來，也可將計(jì)算結(jié)果以圖表、曲線形式顯示或輸出[5]。截至目前國內(nèi)外學(xué)者利用ANSYS軟件針對焊接熱過程已開展了大量的研