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第1章 MSC.Marc的功能和特点9

1.1 MSC.Marc软件简介9

1.1.1 MSC.Marc软件产品9

1.1.2 MSC.Marc软件的主要功能10

1.1.3 MSC.Marc软件在材料加工中的适用性10

1.2 MSC.Marc基础10

1.2.1 MSC.Marc的软件接口功能10

1.2.2 MSC.Marc功能模块简介11

1.2.3 MSC.Marc的求解流程11

1.3 本章小结12

第2章 MSC.Marc快速入门13

2.1 MSC.Marc的功能模块13

2.1.1 Mesh Generation模块13

2.1.2 Geometric Properties模块16

2.1.3 Material Properties模块18

2.1.4 ModelingTools模块21

2.1.5 Contact模块21

2.1.6 Initial Conditions模块23

2.1.7 Boundary Conditions模块24

2.1.8 Mesh Adaptivity模块26

2.1.9 Loadcases模块27

2.1.10 Jobs模块29

2.1.11 Results模块35

2.1.12 MSC.Marc静态菜单36

2.2 焊接热过程模拟简单示例37

2.2.1 问题的描述37

2.2.2 建立有限元模型37

2.2.3 设置模型的材料属性40

2.2.4 定义焊接路径44

2.2.5 定义边界条件44

2.2.6 定义求解条件47

2.2.7 JOBS定义及作业提交48

2.2.8 后处理分析49

2.3 本章小结52

第3章 电弧焊焊接过程模拟分析53

3.1 弧焊基本理论53

3.1.1 焊接电弧53

3.1.2 电弧焊熔化现象56

3.1.3 电弧焊的分类56

3.1.4 电弧焊的热源模型57

3.2 焊接热过程分析基本流程59

3.3 多层多道电弧焊热过程模拟60

3.3.1 问题描述60

3.3.2 几何模型建立及单元网格划分60

3.3.3 构建有限元模型61

3.3.4 材料特性定义61

3.3.5 焊道及填充金属的定义62

3.3.6 初始条件及边界条件定义63

3.3.7 焊接边界条件定义65

3.3.8 载荷工况定义66

3.3.9 JOB定义及提交67

3.3.10 多层多道焊电弧焊热过程模拟结果68

3.4 电弧摆动焊过程模拟70

3.4.1 问题描述70

3.4.2 几何模型建立及单元网格划分71

3.4.3 材料属性定义72

3.4.4 初始条件定义72

3.4.5 热力学边界条件定义72

3.4.6 子程序定义73

3.4.7 初始条件74

3.4.8 载荷工况的定义75

3.4.9 JOB定义及提交75

3.4.10 摆动焊模拟结果分析76

3.5 旋转电弧焊过程模拟77

3.5.1 问题描述77

3.5.2 有限元模型建立77

3.5.3 子程序定义78

3.5.4 旋转电弧模拟结果分析79

第4章 激光焊接过程模拟分析81

4.1 综述81

4.2 问题描述82

4.3 有限元模型的建立83

4.3.1 几何模型建立及单元网格划分83

4.3.2 材料属性定义83

4.3.3 初始条件定义84

4.3.4 热力学边界条件定义84

4.3.5 子程序定义85

4.4 载荷工况的定义88

4.5 JOB定义及提交88

4.6 激光焊模拟结果分析89

第5章 电子封装焊点软钎焊过程模拟91

5.1 钎焊工艺与温度曲线91

5.2 非线性钎料本构关系92

5.3 有限元模型的建立93

5.3.1 几何模型建立及单元网格划分93

5.3.2 材料特性定义94

5.3.3 子程序定义96

5.3.4 初始条件定义98

5.3.5 热力学边界条件的定义98

5.3.6 接触条件定义100

5.3.7 载荷工况的定义101

5.3.8 JOB定义及提交103

5.4 后处理结果分析103

5.5 其他材料本构关系的二次开发105

5.6 本章小结112

第6章 搅拌摩擦焊焊接过程的模拟分析113

6.1 综述113

6.2 搅拌摩擦焊的基本理论113

6.2.1 搅拌摩擦焊的原理113

6.2.2 搅拌摩擦焊的焊接工艺参数114

6.3 搅拌摩擦焊的热源模型114

6.3.1 不考虑搅拌针产热的热源模型115

6.3.2 考虑搅拌针产热的热源模型115

6.4 搅拌摩擦焊对接接头有限元模型的建立116

6.4.1 几何模型的建立116

6.4.2 有限元网格的划分117

6.4.3 材料参数的定义118

6.4.4 初始条件的定义119

6.4.5 热学边界条件的定义120

6.4.6 载荷工况的定义122

6.4.7 JOB定义与提交124

6.5 搅拌摩擦焊温度场的模拟结果分析125

6.6 本章小结126

第7章 随焊激冷用于铝合金型材焊接模拟127

7.1 综述127

7.1.1 问题描述127

7.1.2 随焊激冷控制变形原理128

7.2 随焊激冷有限元模型的建立128

7.2.1 几何模型建立及单元网格划分128

7.2.2 构建有限元模型128

7.3 材料特性定义130

7.4 初始条件133

7.5 焊道及填充金属的定义133

7.6 热学边界条件的定义135

7.7 力学边界条件136

7.8 子程序定义137

7.9 载荷工况的定义138

7.10 JOB定义及提交140

7.11 铝合金型材随焊激冷模拟结果分析141

第8章 反变形法用于35＃钢平板焊接过程模拟144

8.1 综述144

8.2 反变形法控制焊接变形原理144

8.3 有限元模型的建立144

8.3.1 几何模型建立及单元网格划分145

8.3.2 材料特性定义148

8.3.3 焊接路径及焊缝金属的设定148

8.3.4 接触体及接触表的设定149

8.3.5 力学边界条件的设定151

8.3.6 热学边界条件的设定152

8.3.7 载荷工况的设定152

8.3.8 Job的设定154

8.4 焊后结果分析154

8.5 反变形模拟中的几点说明155

第9章 随焊碾压用于铝合金平板对接焊接模拟156

9.1 综述156

9.1.1 问题描述156

9.1.2 随焊碾压控制焊接热裂纹的原理156

9.2 随焊激冷有限元模型的建立156

9.3 材料特性定义157

9.4 初始条件161

9.5 焊道及填充金属的定义161

9.6 热学边界条件的定义163

9.7 定义接触条件164

9.8 定义力学边界条件167

9.9 载荷工况的定义169

9.10 JOB定义及提交172

9.11 铝合金平板对接随焊碾压模拟结果分析173

第10章 大型容器焊接过程模拟研究175

10.1 综述175

10.2 大型容器有限元模型的建立175

10.2.1 几何模型建立及单元网格划分175

10.2.2 构建有限元模型176

10.3 材料特性定义178

10.4 焊接路径及填充金属的定义179

10.5 初始条件及边界条件定义181

10.5.1 初始条件定义181

10.5.2 装卡条件182

10.5.3 对流换热条件定义183

10.5.4 焊接条件定义184

10.6 载荷工况定义186

10.7 JOB定义及提交188

10.8 大型容器焊接模拟结果190

第11章 飞机壁板结构焊接过程模拟分析193

11.1 综述193

11.2 飞机壁板T型接头有限元模型的建立193

11.2.1 几何模型建立及单元网格划分193

11.2.2 构建有限元模型194

11.3 材料特性定义196

11.4 激光热源模型与双光束的实现199

11.5 初始条件和边界条件200

11.5.1 初始条件定义200

11.5.2 装卡条件定义201

11.5.3 工件与环境对流换热条件定义203

11.5.4 激光热源及焊接路径加载204

11.5.5 子程序定义206

11.6 载荷工况定义208

11.7 JOB定义及提交210

11.8 飞机壁板焊接模拟结果212

11.9 飞机壁板焊接工艺研究213

11.9.1 飞机壁板温度场213

11.9.2 飞机壁板应力结果214

11.9.3 飞机壁板变形结果215

第12章 基于python的焊接后处理217

12.1 Python语言介绍217

12.1.1 Python语言特点217

12.1.2 ythPon语言编程基础218

12.1.3 Python的Module（模块）介绍223

12.1.4 Python语言的执行223

12.2 PyPost后处理模块简介224

12.2.1 PyPost模块主要对象类型225

12.2.2 PyPost模块主要函数226

12.3 PyPost后处理入门实例精讲230

12.3.1 程序实例精讲1230

12.3.2 程序实例精讲2232

12.4 焊接后处理开发应用实例234

12.4.1 焊接热循环曲线提取234

12.4.2 焊接熔池形貌提取238

12.4.3 焊接变形数据提取245

12.4.4 焊接残余应力提取247

第13章 板材成形过程模拟分析250

13.1 综述250

13.2 板材成形工艺特点分析250

13.3 板材成形过程数值模拟基本理论及关键技术251

13.3.1 弹塑性有限元法251

13.3.2 板材成形过程数值模拟若干关键技术255

13.4 圆筒形零件冲压成形过程数值模拟259

13.4.1 有限元模型建立259

13.4.2 单元定义259

13.4.3 材料特性定义260

13.4.4 接触条件定义262

13.4.5 边界条件设置264

13.4.6 加载步长设置及模拟参数控制266

13.4.7 JOB定义及提交267

13.4.8 拉深筋设置269

13.4.9 铝合金板材圆筒拉深模拟结果分析270

13.5 常见板材成形过程缺陷分析271

13.5.1 起皱272

13.5.2 破裂272

13.5.3 回弹274

13.6 本章小结275

第14章 体积成形过程模拟分析276

14.1 综述276

14.2 体积成形工艺特点分析276

14.3 体积成形过程数值模拟基本理论与关键技术277

14.3.1 刚（黏）塑性有限元法基本原理277

14.3.2 体积成形过程数值模拟若干关键技术282

14.4 轮毂零件热锻过程热—力耦合有限元分析284

14.4.1 几何模型导入285

14.4.2 有限元分析模型建立285

14.4.3 材料特性定义287

14.4.4 接触条件定义287

14.4.5 初始工况定义291

14.4.6 网格重划分参数设置292

14.4.7 加载步长设置及模拟参数控制292

14.4.8 JOB定义及提交293

14.4.9 轮毂零件热锻过程模拟结果296

14.5 本章小结298

第15章 网格尺寸对焊接结果精度的影响299

15.1 综述299

15.1.1 问题描述299

15.1.2 模拟工作方案299

15.1.3 力学边界条件301

15.2 铝合金平板模拟结果分析301

15.3 本章小结304