Abaqus热应力、传热及热机耦合分析

在abaqus分析中,关于热的分析其实种类有很多,但常见的是三种,热应力分析,传热分析,热机耦合分析。不常见的还有热机电耦合分析等。先说下题目中这三种热分析的特点和差异


热应力分析:

由于温度变化引起的应变应力,只关注结果,其本质就是一个热膨胀系数问题。由热膨胀系数在不同温度下引起的热应变,再转化为热应力。关键点在于热膨胀系数:




传热分析:

由不同的热学边界条件引起的热力学传导问题,本质就是热学的偏微分方程求解问题




热机耦合分析:

由不同的热学边界条件引起的应力应变情况,并且十分关注变化过程中温度,应力,应变情况,是热应力和传热分析的综合,如焊接问题。该类在求解的时候同时考虑位移Δu和温度Δθ及相应残差,方程如下:



本次我们不讨论后两者(我在焊接课程里面已经反复讲解了),只讨论第一种,热应力分析的几个技术细节。



1、热应力来源

我们上文说到,热应力来源于热膨胀系数,所以在材料中一定要添加热膨胀系数:



2.定义温度变化

在load的预定义场中进行温度的定义。如下图定义了一个升温过程。降温的过程类似,只需要将初始温度定义成100,step1中的定义为20即可。



3.计算求解

分析步采用静力通用就可以,其他的正常设置

结果如图所示

应用:关于热应力的应用范围其实很广,你既可以用它来做一个初始应力,也可以灵活调整热膨胀系数,局部定义热应力区域来满足一些特殊需要。


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