焊接固有应变是焊缝及热影响区经热循环后产生的永久应变，直接影响结构焊接变形与残余应力分布。在Abaqus中精准提取并跨模型复用固有应变，可大幅简化复杂焊接仿真流程，提升分析效率。本文结合实操步骤与行业规范，详解提取方法、跨模型应用流程及关键注意事项，全程遵循SI单位制（吨、毫米、兆帕），确保结果可靠性。
一、Abaqus中焊接固有应变的提取方法
固有应变提取核心是通过热弹塑性仿真捕捉焊缝区域永久应变，需经过建模、求解、结果处理三步，优先保证焊缝网格质量与边界条件合理性。
1. 预处理建模规范
几何模型需简化冗余特征，删除螺丝、吊耳及孔径占比小于1%的安装孔，保留焊缝及热影响区核心结构，避免干涉问题。网格划分优先选用实体单元，焊缝区域网格长宽比、偏斜度等参数需符合T/CWAN 0063—2023标准，长宽比≤5.0，雅克比≥0.3，确保应变计算精度。
材料属性需勾选热膨胀系数、比热容等热物理参数，考虑相变对固有应变的影响；边界条件按实际工况设置，自由状态焊接需限制6个自由度防止刚体位移，装夹状态则在夹具位置施加位移约束。
2. 热弹塑性仿真求解
采用“热分析+结构分析”耦合流程：先通过瞬态热分析模拟焊接温度场，输出热循环曲线；再将温度场结果作为载荷导入结构分析，启用塑性变形与相变准则，求解焊缝区域的应力应变场。求解过程中需监控收敛性，避免因网格畸变或载荷步设置不当导致结果异常。
3. 固有应变提取实操
求解完成后，进入后处理模块（Visualization），按路径“Result→Field Output→Primary”调取应变场数据。筛选焊缝及热影响区单元，提取等效塑性应变（PEEQ）作为固有应变核心指标，因焊接固有应变具有方向性，需分别记录纵向、横向应变分量。
通过“Tools→Query→Elements”批量查询目标单元应变值，导出为TXT或CSV格式，同时标注单元编号、坐标系方向，为跨模型应用提供数据支撑。也可借助经验公式法辅助验证，结合实验测量结果修正提取数据，提升准确性。
二、固有应变跨模型应用流程
将提取的固有应变应用于其他模型，核心是通过载荷施加模拟永久应变效应，需保证源模型与目标模型的焊缝结构、单元类型一致性。
1. 目标模型预处理
目标模型需与源模型保持几何拓扑一致性，焊缝位置、热影响区范围需完全匹配。网格划分采用与源模型相同的单元类型，关键区域网格密度不低于源模型，避免因网格差异导致应变传递失真。同时完成材料属性赋值与边界条件设置，确保约束状态符合实际工况。
2. 固有应变载荷施加
采用热膨胀系数法施加固有应变：在目标模型中创建局部坐标系，使应变方向与坐标系对齐，异形焊缝需分段建立局部坐标系。通过“Property→Material→Mechanical→Thermal Expansion”设置各向异性热膨胀系数，结合单位温度荷载，将提取的固有应变转化为等效热应变。
也可直接通过“Load→Predefined Field→Mechanical→Strain”手动输入固有应变值，按导出数据对应单元编号精准赋值，确保应变大小与方向无误。施加载荷后需检查载荷分布，避免局部应变集中异常。
3. 求解与结果验证
执行弹性分析求解结构变形，求解完成后对比目标模型与源模型的应变分布趋势，通过最小二乘法拟合结果，验证重合度。同时检查模型奇异比与收敛性，若变形趋势偏差较大，需修正固有应变数据或调整网格质量，必要时结合三维扫描实验数据校准模型。
综上，在Abaqus中提取与复用焊接固有应变，需严格遵循建模规范与实操流程，聚焦网格质量、载荷施加与结果验证三大核心。通过标准化操作，可有效简化焊接仿真流程，为同类结构焊接变形预测提供高效解决方案，适用于工程机械、航空航天等多领域焊接结构分析。
