ANSYS軟件在焊接傳熱學教學中的應用

　　1. 江蘇科技大學高教研究課題資助課題編號：GJKTY2009003
　　2. 江蘇科技大學本科教育教學改革研究項目資助課題編號：GX20091020
　　摘 要：焊接傳熱學是焊接專業的主要基礎理論之一，由于其內容復雜、抽象，教師教學及學生學習時都存在較大的困難。本文以焊接溫度場、焊接熱循環以及焊接熱過程的有限元求解等三個焊接傳熱學的重點概念為實例引入ANSYS軟件進行輔助教學。發現通過在焊接傳熱學教學中引入ANSYS軟件進行輔助，可提高學生的學習興趣，使得學生加深對焊接傳熱學相關理論的了解和認識。
　　關鍵詞：焊接傳熱學ANSYS軟件教學溫度場熱循環
　　中圖分類號：TG4 文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2011）06（b）-0000-00
　　
　　1前言
　　焊接傳熱學，就是研究被焊材料受熱之后熱的傳播和分布的有關規律，它是決定焊接質量和焊接生產率的重要因素。這是由于焊接熱過程貫穿整個焊接過程的始終，包括被焊材料的加熱、熔化、冶金反應、結晶、組織轉變等，并且焊接各部位受不均勻加熱及冷卻，也會造成不均勻的應力狀態，產生不同程度的應力變形和形變，嚴重焊接質量，同時焊接熱過程也決定了母材及焊材的溶化速度，也決定著焊接生產率。因此針對焊接熱過程開展的焊接傳熱學教學受到焊接及相關專業的廣泛重視，是焊接專業的主要基礎理論之一[1~3]。
　　ANSYS軟件是融結構、熱、流體、電磁、聲學于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛用于航空航天、機械制造、能源、汽車交通、土木工程、造船、生物醫學、輕工、地礦、水利、日用家電等一般工業及科學研究[4]。軟件主要包括三個部分：前處理模塊，分析計算模塊和后處理模塊。前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網格劃分工具，用戶可以方便地構造有限元模型；分析計算模塊包括結構分析（可進行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學分析、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的相互作用，具有靈敏度分析及優化分析能力；后處理模塊可將計算結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（可看到結構內部）等圖形方式顯示出來，也可將計算結果以圖表、曲線形式顯示或輸出[5]。截至目前國內外學者利用ANSYS軟件針對焊接熱過程已開展了大量的研