Abaqus热应力分析实例教程

热应力分析在工程中十分常见，之前跟大家一起学习了用ansys进行热应力分析的方法，今天和大家一起学习如何采用Abaqus进行热应力分析。

一、问题描述

如下图所示的圆筒体带球形封头结构，其几何参数如下：

圆筒及封头外径：1000mm

圆筒及封头厚度：100mm

圆筒长度：1000mm

材料参数：

结构内部温度边界对流换热边界：换热系数 1000 W/(m^2·℃)，环境温度为400℃。结构外表面温度边界为对流换热边界：换热系数 50 W/(m^2·℃)，环境温度为25℃。

采用Abaqus进行热应力分析。由于该问题中温度只有边界条件，没有温度场分布，因此，在进行热应力分析之前，需先进行稳态温度场分析。

二、稳态温度场分析

01定义材料

分别定义材料的导热系数、弹性模量、泊松比、热膨胀系数，如下图所示（由于使用的是mm制单位，相应的数值需要注意单位协调）。

02创建截面属性、赋予截面属性、模型装配

03创建稳态传热分析步（Step-1）

04定义对流换热边界

在Interaction中分别定义两个对流换热边界，注意对流换热系数的单位制换算。

05划分网格

需要在Asign Element Type中指定单元类型为Heat Transfer。

06创建分析并提交计算

创建一个名为HeatTransfer的工作，并提交分析。

07查看温度场分布

温度场分布

三、热应力分析

01创建结构分析步

在Step Manager中将Step-1（Heat Transfer）抑制掉。

然后创建一个Step-2（Static,General）

02创建边界条件

分别在三个方向的对称面上创建对称约束。

03施加温度场

通过Create Predefined Field，选择Temperature。

Distribution选择From results or output database file。

点击File name后的打开文件目录按钮，选择之前分析生成的温度场结果文件HeatTransfer.odb。

04修改单元类型

在Asign Element Type中指定单元类型为3D Stress。

05创建热应力分析工作

创建名为Structure的工作，提交计算。

06查看热应力、位移

应力云图

位移云图

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