顺序热力耦合分析实例Abaqus
1.part中创建轴对称可变形壳体,大致尺寸为1,通过creat line创建一个封闭曲线(0.127,0)(0.304,0)(0.304,0.006)(0.152,0.006)(0.152,0.031)(0.127,0.031)(0.127,0)
使用creat Fillet功能对模型倒角处设置0.005的倒圆角。倒角后,模型并未改变,需要在模型树中,part下的Features右键,Regenerate,最终模型如下图所示。
2.在材料模块中定义密度7800,弹性模量1.93E11,泊松比0.3。所不同的是,热分析还需要指定热传导系数以及比热。在Thermal里输入参数,热铲刀系数25.96,比热451。
3.创建截面属性以及装备部件,和普通的静力分析设置一样。
4.Step有所不同,分析类型仍为通用分析步,下面要更改为Heat Transfer。在Edit Step窗口中,使用默认的瞬态分析(Transient),时长设置为3s。切换到Incrementatin进行相应的设置,如下图。
5.Load模块中,设置左边温度为100度,右边及上边温度为20度。Creat BC,类型选择Other>Temperature。在纯粹的热传导分析方程中,没有位移项,因此不会发生刚体位移,这里也就不需要设置位移边界条件。
6.接下来划分网格,种子尺寸给0.005,单元类型需要在单元族中选择专门用来热分析的Heat Transfer,查看下面确保使用的单元为DCAX4。使用结构化的全四边形网格划分方法。
7.到此,热分析的设置已经完成,可以提交计算,完成后,查看变量NT11即为节点温度。
8.接下来,在之前热传导的基础上,进行热应力分析。
在模型树中右键刚才的Model-1,copy,接下来的设置都在copy的新模型中进行相应的修改。
9.热应力分析中,考虑到受热膨胀,结构变形对应力的影响,因此需要设置膨胀系数,在材料属性中添加Expansion,大小为1.62E-5。
10、把step有热传导分析步改为热力耦合分析步。
12.单元类型同样要更改为热力耦合专用的单元(Coupled Temperature-Displacement),查看单元类型为CAX4T
13.提交计算并查看结果。下图为Mises应力图,可以看到,由于左边温度高,因此产生的热应力也相对较大。