前言
使用abaqus分析热力学计算的例子很多,但是并没有见有人发过顺序耦合和直接完全耦合的对比,而且网上关于热力耦合分析的教程又很少,而相关书籍上一般都用预定义场分析均匀温度场,但是对于梯度载荷需要用到顺序耦合或完全耦合。虽然网上有刹车片的例子,但是例子对于初学者还是比较吃力的,而且它没有顺序耦合的对比,应网友要求,现在奉上一份顺序(间接)耦合和完全(直接)完全耦合的教程及例子,自信设置的都是对的,通过总结官方的相关例子及帮助文档热力耦合资料(本例子并不是官方的,是纯粹个人原创),如果有什么不明白的可以联系我,站内私信或者qq1057593923都可以的
有限元模型
模型介绍:整个模型初始温度25摄氏度,外面温度在100s内从25摄氏度升值1200摄氏度,相应地内面温度在100s内从25摄氏度升值900摄氏度;左边界x对称约束,下边界y对称约束; 顺序耦合使用DC2D4热分析单元和CPE4R应力分析单元,完全耦合使用CPE4RT单元;具体模型及网格如下图所示:
结果及讨论
1 顺序耦合
温度结果
应力结果
2 完全耦合
温度结果
应力结果
两种分析模式下的内外面的温度变化及热流矢量:
对于两种不同的计算方式,温度的分布与预期完全一致,而且温度结果和应力结果完全吻合,这证明我们的方法及设置都是正确的;需要注意的是当模型中考虑塑性,粘性或者损伤的时候,两种计算方式得到的结果会略有差别,这主要是温度和应力的耦合程度决定的,当耦合交互影响作用很大的时候,用完全耦合就更为合理,反之亦然。
结论
顺序耦合和完全耦合的结果对比分析证明了我们的设置是完全正确的,此帖子可以为初学者提供一定的学习知道,可以更快速地掌握abaqus中热力耦合的设置方法,更早地进入科研课题;同时,对于已经学习了abaqus热力耦合的科研人员也具有一定的学习价值,可验证之前模型设置的正确性。
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