### 移动热源模拟激光热成型的热-结构耦合分析APDL代码解析
#### 概述
本文档提供了一段ANSYS Parametric Design Language (APDL)代码示例，用于模拟激光热成型过程中热-结构耦合效应。激光热成型是一种先进的材料加工技术，通过激光束对金属或合金进行局部加热，实现材料的快速熔化和凝固，从而形成所需的几何形状和微观结构。此过程中的热效应和随后产生的结构变化（如变形、应力等）对最终产品的性能有着至关重要的影响。
#### 主要参数与设置
- **材料尺寸**：定义了激光成型板的尺寸参数。
- `plate_x`：板的长度为0.1米。
- `plate_y`：板的厚度为0.002米。
- `plate_z`：板的宽度为0.1米。
- **材料属性**：
- `plate_dens`：材料密度为7850 kg/m³。
- `temp_reference`：初始温度为25°C。
- `temp_environment`：环境温度也为25°C。
- `value_conv`：对流系数为20 W/m²K。
- `value_hflux`：热流密度值为21426043 W/m²。
- **网格划分**：
- `num_unit1`：水平方形单元数量为80。
- `num_unit2`：矩形单元数量为1。
- `general_unit`：一般单元尺寸为0.002米。
- `line_ratio`：线性比率为-0.2。
- **激光参数**：
- `load_stp`：负载步进为0.33。
- `sub_loadstp`：子步进为0.16。
- `r_laser`：激光束半径为0.00265米。
#### APDL代码解析
1. **模型建立**：
- 使用`BLOCK`命令创建一个长方体模型，其尺寸由`plate_x`、`plate_y`和`plate_z`确定。
- 选择实体单元类型`SOLID70`，并设置了随温度变化的热导率`kxx`和比热容`c`。
- 设置材料密度`DENS`。
- 选择表面单元类型`SURF152`，并设置了随温度变化的关键选项`KEYOPT`，以确保正确模拟对流换热。
2. **网格划分**：
- 使用`LESIZE`命令对不同的边界进行了网格划分，确保了网格的均匀性和精度。
- 使用`MSHAPE`和`MSHKEY`控制网格形状和生成策略。
- 使用`VMESH`和`AMESH`命令完成整个模型的网格划分。
3. **热载荷和边界条件设置**：
- 对表面单元`SURF152`施加了对流边界条件，使用`SFE`命令设置了对流系数`value_conv`以及环境温度`temp_environment`。
- 通过循环遍历的方式设置了激光路径，确定了激光作用的位置范围。
4. **求解设置**：
- 使用`/SOLU`命令进入求解模式。
- 通过`ANTYPE`命令设置求解类型为静态(`4`)。
- 使用`TUNIF`命令设置初始温度为`temp_reference`。
#### 结论
该APDL代码提供了一个完整的框架来模拟激光热成型过程中的热-结构耦合效应。通过精确控制模型尺寸、材料属性、网格划分以及激光参数，可以有效地模拟激光束在材料上移动时引起的温度分布变化及其对结构的影响。这对于理解激光热成型工艺中的物理机制、优化工艺参数和提高产品质量具有重要意义。
