* fichier : soudage5.dgibi * section : thermique conduction convection changement_phase *----------------------------------------------------------------------* * S O U D A G E 5 . D G I B I * *----------------------------------------------------------------------* * Objet : * ------- * * Exemple d'utilisation d'un modele de SOURCE THERMIQUE GAUSSIENNE * pour la simulation d'une ligne de fusion en soudage sur une plaque * en acier 316L (proprietes approchees) avec prise e compte ou non de * la chaleur latente de changement de phase. * * La ligne de fusion est volotairement non conforme au maillage de * la plaque afin d'illustrer la mise en donnee du deplacement d'une * source de chaleur suivant une trajectoire independante du maillage * de calcul. * * Les points de la trajectoire sont neanmoins "accroches" au maillage * de calcul (RELA ACCRO) afin de pouvoir post-traiter l'evolution de la * temperature le long de cette ligne (en temps ou en espace). * * Enfin, on illustre aussi la possibilite de faire des affichages au * cours du calcul avec la procedure PERSO2 et l'option NCLK de TRAC. * * Description : * ------------- * * Type de calcul : Thermique Transitoire * Mode de calcul : 3D * Type d'element : CUB8 * Chargement : Source de chaleur, Convection * *----------------------------------------------------------------------* * * Mettre ig1 a VRAI pour visualiser le calcul : ig1 = faux ; opti trac psc ; * Mettre icomplet a VRAI pour le calcul complet : * fcomp1 : fraction du calcul complet icomplet = faux ; fcomp1 = 0.05 ; * Racine du nom du fichier (pour nom fichier sauvegarde et animation) : fic1 = 'soudage5' ; ig1 = ig1 ou (ega (vale trac) 'PSC') ; *---------------------------- Parametres -----------------------------* * * Geometrie : longueur, largeur, epaisseur lo1 = 100.e-3 ; la1 = 50.e-3 ; ep1 = 10.e-3 ; * Densite maillage : de1 = 2.5e-3 ; *---- Parametres physiques : * rho1 : masse volumique (kg/m3) * cp1 : capacite calorifique (J/kg/K) * k1 : conductivite thermique (W/m/K) * Tfus1 : temperature de fusion (degC) * Qlat1 : Chaleur latente de fusion (J/m3) rho1 = 7760. ; cp1 = 500. ; k1 = 24. ; Tfus1 = 1450. ; Qlat1 = 2.e9 ; *---- Parametres du chargement : * Soudage : * vs1 : vitesse de soudage (m/s) * tis1 : instant debut deplacement de la torche (s) vs1 = 80.e-3 / 60. ; tis1 = 0. ; * Source de chaleur Gaussienne : * q0 : puissance thermique totale (W) * r0 : rayon source Gaussienne (m) * z0 : profondeur source Gaussienne (m) q0 = 1.5e3 ; r0 = 5.e-3 ; z0 = 3.e-3 ; * * Conditions iniiale & aux limites * h1 : coefficient d'echange convectif (W/m2/K) * tini0 : temperature initiale * te0 : temperature exterieure de convection h1 = 20. ; tini0 = 20. ; te0 = 20. ; *------------------------------ Maillage ------------------------------* opti dime 3 elem cub8 isov suli ; * Repere : O1 = 0 0 0 ; X1 = 1 0 0 ; Y1 = 0 1 0 ; Z1 = 0 0 1 ; * Maillage de la plaque : P1 = la1 * y1 ; l1 = O1 droi P1 dini de1 dfin de1 ; s1 = l1 tran (ep1 * z1) dini de1 dfin de1 ; v1 = s1 volu tran (lo1 * x1) dini de1 dfin de1 ; * Surface de convection : scv1 = enve v1 ; si ig1 ; trac cach v1 titre ' Maillage de la plaque ' ; trac cach scv1 titre ' Surface echange convectif = enveloppe maillage ' ; fins ; *------------------------ CI - CL / Chargement -----------------------* ***** Definition du chargement thermique de la torche ***** * Ligne de fusion : ps1 = 3.e-3 0.e-3 ep1 ; ps2 = (lo1 - 5.e-3) (la1 - 2.e-3) ep1 ; ls1 = ps1 droi 50 ps2 ; ls1 = ls1 coul roug ; chs1 = ls1 coor curv ; si ig1 ; trac cach (v1 et ls1) titre 'Maillage de la ligne de fusion' ; trac chs1 ls1 titre 'Abscisse curiviligne de la ligne de fusion' ; fins ; * Evolution temporelle de la position de la torche TIG (m/s) : * tfs1 : instant fin de deplacement de la torche (s) lls1 = maxi chs1 ; tfs1 = ((mesu ls1) / vs1) + tis1 ; lts1 = prog 0. tis1 tfs1 ; lxs1 = prog 0. 0. lls1 ; evs1 = evol vert manu temp lts1 lxs1 ; si ig1 ; dess evs1 xbor 0. tfs1 titre ' Evolution temporelle du deplacement de la torche (abscisse curviligne)' ; fins ; * Chargement decrivant le trajet de la source : cg2 = char traj chs1 evs1 ; * Evolution temporelle de la puissance de la torche : lq1 = prog 1. 1. 1. ; evq1 = evol roug manu temp lts1 qtot lq1 ; evq1 = q0 * evq1 ; si ig1 ; dess evq1 xbor 0. tfs1 titre ' Evolution temporelle de la puissance thermique de la torche (W) ' ; fins ; *--------------------- Modele / Caracteristiques ----------------------* * Conduction : mo1 = mode v1 thermique ; ma1 = mate mo1 k k1 rho rho1 'C' cp1 'TINI' tini0 ; mocp1 = mode v1 changement_phase parfait inco 'T' 'Q' ; macp1 = mate mocp1 prim Tfus1 dual Qlat1 ; * Convection : mocv1 = mode scv1 thermique convection ; macv1 = mate mocv1 'H' h1 'TC' te0 ; * Source Gaussienne isotrope_transverse : moq1 = mode v1 thermique source gaussienne isotrope_transverse ; maq1 = mate moq1 qtot evq1 orig cg2 rgau r0 dire (0 0 1) zgau z0 ; *------------ Affichages T au cours du calcul avec PERSO2 -------------* debp PERSO2 tu1*table ; tps1 = tu1.estimation.temps ; liso1 = prog 0. 200. pas 125. 1700. ; titre (chai format '(F7.2)' 'Temperature au temps ' tps1 ' (s)') ; si ig1 ; trac liso1 nclk tu1.wtable.ther_courant v1 (aret v1) ; fins ; finp ; *------------------ Calcul SANS Changement de Phase -------------------* * Instants de calcul : * pas1 : pas de temps pour avancer d'un 1/2 element pas1 = 0.2 * de1 / vs1 ; ltca1 = prog 0. pas (0.2*pas1) (2.*pas1) pas pas1 (fcomp1*tfs1) ; si icomplet ; ltca1 = prog 0. pas (0.2*pas1) (2.*pas1) pas pas1 tfs1 ; fins ; * Table PASAPAS : ta1 = table ; ta1 . modele = mo1 et mocv1 et moq1 ; ta1 . caracteristiques = ma1 et macv1 et maq1 ; ta1 . blocages_thermiques = rela ls1 accro v1 (mots T) ; ta1 . temps_calcules = ltca1 ; ta1 . procedure_perso2 = ig1 ; pasapas ta1 ; *------------------ Calcul AVEC Changement de Phase -------------------* * Table PASAPAS : ta2 = table ; ta2 . modele = mo1 et mocv1 et moq1 et mocp1 ; ta2 . caracteristiques = ma1 et macv1 et maq1 et macp1 ; ta2 . blocages_thermiques = ta1 . blocages_thermiques ; ta2 . temps_calcules = ltca1 ; ta2 . procedure_perso2 = ig1 ; pasapas ta2 ; *-------------------------- Post-Traitement ---------------------------* * Evolution temporelle de la temperature : * - Au point de depart de la ligne de fusion * - A 75% du parcours fait sur de la ligne de fusion si icomplet ; fac2 = 0.75 ; sino ; fac2 = 0.75 * fcomp1 ; fins ; Pt1 = Ps1 ; Pt2 = ls1 poin proc (Pt1 plus ((Ps2 moin Ps1) * fac2)) ; si ig1 ; trac cach ((v1 moin (0 0 1.e-6)) et ((Pt1 et Pt2) coul vert)) qual titr ' Pt2, Pt2 : positions thermocouples' ; fins ; evpt11 = evol bleu temp ta1 temperatures T Pt1 ; evpt21 = evol oran temp ta1 temperatures T Pt2 ; evpt12 = evol bleu temp ta2 temperatures T Pt1 ; evpt22 = evol oran temp ta2 temperatures T Pt2 ; evt0 = evpt11 et evpt21 et evpt12 et evpt22 ; si ig1 ; tleg1 = table ; tleg1 . titre = table ; tleg1 . titre . 1 = 'T(Pt1) Sans Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 2 = 'T(Pt2) Sans Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 3 = 'T(Pt1) Avec Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 4 = 'T(Pt2) Avec Chgt Phase' ; tleg1 . 2 = mot 'TIRR' ; tleg1 . 3 = mot 'MARQ S CROI NOLI' ; tleg1 . 4 = mot 'MARQ S ROND NOLI' ; dess evt0 lege tleg1 titr 'Comparaison thermogrammes calculs avec ou sans changement de phase' ; fins ; * Evolution spatiale de la temperature a 2 instants differents : * - 5% du temps final * - 75% du temps final tf1 = maxi ta1.temps_calcules ; cht11 = peche ta1 temperatures (0.05*tf1) ipol ; cht21 = peche ta1 temperatures (0.75*tf1) ipol ; cht12 = peche ta2 temperatures (0.05*tf1) ipol ; cht22 = peche ta2 temperatures (0.75*tf1) ipol ; evls11 = evol bleu chpo cht11 T ls1 ; evls21 = evol oran chpo cht21 T ls1 ; evls12 = evol bleu chpo cht12 T ls1 ; evls22 = evol oran chpo cht22 T ls1 ; evls0 = evls11 et evls21 et evls12 et evls22 ; si ig1 ; tleg1 = table ; tleg1 . titre = table ; tleg1 . titre . 1 = 'T(t1) Sans Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 2 = 'T(t2) Sans Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 3 = 'T(t1) Avec Chgt Phase' ; tleg1 . titre . 4 = 'T(t2) Avec Chgt Phase' ; tleg1 . 2 = mot 'TIRR' ; tleg1 . 3 = mot 'MARQ S CROI NOLI' ; tleg1 . 4 = mot 'MARQ S ROND NOLI' ; si icomplet ; dess evls0 lege tleg1 titr 'Comparaison evolution spatiale T avec ou sans Chgt Phase' ; sino ; dess evls0 lege tleg1 xbor 0. 0.05 titr 'Comparaison evolution spatiale T avec ou sans Chgt Phase' ; fins ; fins ; fin ;