例10 连铸过程的热力学分析过程.doc

例10 连铸过程的热力学分析过程10.1 问题描述利用例9中温度场分析网格，在右端网格的单元边界施加压力为89300N/m2的边界条件。网格左端轴向位移和径向位移均设为零。并给定无初应力的参考温度为1162。计算热应力时所需要的各时刻的温度分布从前面温度分析的后处理文件中读入。分析500s的时间历程期间的热应力变化。设置加载历程的时间步长控制参数时，允许每个增量步的最大温度变化为100。10.2 网格模型1MAINFILES NEW OK MODEL: OPEN e10x5a5.mud OKSAVE AS e10x5b5.mudOK RETURNPLOT （控制几何显示的格式） ELEMENTS: SOLID(off) （关闭实体显示） REGEN10.3定义边界条件MAINBOUNDARY CONDITIONS NEW (设定轴向的位移为0) NAME fix_axis MECHANICAL FIXED DISPLACEMENT （定义位移边界条件，并将其施加在节点上） ON Y DISPLACEMENT OKNODES:ADD 1 12 23 34 45 56 67 78 89 100 111 122 133 144 155 166 177 188 199 210 221 232 243 254 265 276 287 298 309 320 331 342 353 364END LIST(#) (施加Y向的位移约束如下图所示)NEW （设定网格左端的位移为0）NAME fix_frontFIXED DISPLACEMENT ON X DISPLACEMENT OKNODES:ADD 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11END LIST(#)NEW （在右边界上施加压力如下图）NAME pressureEDGE LOAD PRESSURE(TOP) 89300 OK EDGES:ADD321:1 322:1 323:1 324:1 325:1 326:1 327:1 328:1 329:1 330:1NEW （计算温度载荷时的边界条件）NAME thermalMORESTATE VARIABLE （定义状态变量将其施加在单元上） ONMETHOD: POST FILE(on)POST FILE e10x5a5_heatransf.t16 OKFIRST INCREMENT 1# STEP 413OKELEMENTS:ADD （施加在单元体上）ALL:EXIST.10.4定义初始条件MAIN （将无应力的初始温度定为1162）INITIAL CONDITIONS NEW NAME inistate MECHANICAL STATE VARIABLE ON (on) VALUE 1162 OKELEMENTS:ADDALL:EXIST.10.5定义材料参数MAINMATERIAL PROPERTIES NEW NAME mechanical ISOTROPICOK TABLES NEW （给定杨氏模量与温度的变化曲线） NAME youngsm TABLE TYPE temperature OK ADD POINT 0 130.2 100 126.7 200 121.8 300 116.2 400 107.1 500 98.0 600 91 700 84 800 77 900 68.5 1000 60 1083 53 1500 1 FIT SCALE （将表格中的数据点沿X/Y方向放大/缩小，实际上是Y方向扩大了1e9倍） 1 1.e9 FIT （将所有数据点显示出来）NEW （指定柏松比-温度关系）NAME poissrTABLE TYPE temperature OKADD POINT 0 0.35 20 0.35 1000 0.45 1500 0.45FITNEW （定义屈服极限-温度关系）NAME yieldTABLE TYPE temperature(on) OKADD POINT （在表格上增加节点） 0 100 400 100 543 57 679 20 948 7 1500 0.7FITSCALE 1 1e6FITNEW （定义热膨胀系数-温度关系）NAME texpcfTABLE TYPE temperature(on)OKADD POINT （施加在节点上） 0 16.72 50 16.99 100 17.26 200 17.83 300 18.45 400 19.13 600 19.85 700 21.46 900 23.52 1500 23.52 FIT SCALE 1 1e-6FITSHOW MODELRETURNISOTROPIC （各向同性材料） YOUNGS MODULOUS 1 （杨氏模量常数的输入） TABLE youngsm (on) （实际的杨氏模量为TABLE前面的杨氏模量值1乘以表格定义的对温度的变化系数） OKPOISSONS RATIO 1 （泊松比模量常数的输入）TABLE poissr （实际的泊松比为TABLE前面的数量值1乘以表格定义的对温度的变化系数） OKELASTIC-PLASTIC INITIAL YIELD SREESS 1 （屈服应力常数的输入） TABLE(TEMPERATURE) yield (on) （实际的屈服极限为TABLE前面的数量值1乘以表格定义的对温度的变化系数） OK OKTHERMAL.EXP THERMAL.EXP.COEF. 1 （热膨胀系数常数的输入） TABLE Texpcf(on) (实际的热膨胀系为TABLE前面的数量值1乘以表格定义的对温度的变化系数） OK OK OKELEMENTS:ADD （施加在单元上）ALL:EXIST10.6定义几何参数MAINGEOMETRIC PROPERTIESAXISYMMETRIC （轴对称） SOLID （选取常体积应变选项） CONSTANT DILATATION(on) （常体积，基于塑性力学中体积不变的假定） CONSTANT TEMPERATURE(off) （关闭“常温”选项）OKELEMENTS:ADDALL:EXIST.10.7定义载荷历程MIANLOADCASES NEW NAME thermal MECHANICAL STATIC （静力分析） LOADS （定义载荷工况） cooler(off) water(off) fluidtemp(off) convection(off) fix_axis(on) fix_front(on) thermal(on) pressure(on) 关闭温度场分析的边界条件，开启应力场分析的边界条件 OKSULUTION CONTROL MAX # RECYCLE 50 （指定最大的迭代步） PROCEED WHEN NOT CONVERGED(on) （程序在不收敛时仍继续计算） OKTOTAL LOADCASE TIME 500 （载荷时间500s）ADAPTIVE :TEMPEATURE PARAMETER MAX # INCREMENTS 1500 （最大的增量步数）MAX TEMPERATURE CHANCE 50 （定义矩阵重新组集的温度间隔）INITIAL TIME STEP 0.5 （定义初始时间步长） OK OK10.8定义JOBS MAIN JOBS NEW NAME thermal MECHANICAL SELECTED: thermal (on) (LOADCASES) AXISYMMETRIC(on) ANALYSIS OPTIONS ADVANCED OPTIONS （非线性分析的一些高级选项） UPDATED LAGRANGE PROCEDURE(on) （采用更新的拉格朗日法分析） OK PLASTIC PROCEDURE: SMALL STRAIN (off) LARGE STRAIN ADDTIVE(on) (进行大的应变分析 ) OKJOB RESULTS （设定下面四项为输出结果） Stress(on) Equivalent Von Mises Stress (on) 等效Von Mises应力 Total Equivalent Plastic Strain(on) 等效塑性应变 Temperature (Integration Point)(on) 积分点温度OKJOB PARAMETER （其他作业参数的指定） MEMORY ALLOCATION 2000000 （指定用于分析的总内存） ALL POINTS (on) OKINITIAL LOADS （控制模型定义时即第0个增量步的初始条件和载荷，off为非选定项） cooler(off) fluidtemp(off) water(off) convection(off) thermal(off) initemp(off) OK OKELEMENTS TYPES （不能采用默认单元类型，需要另外指定） MECHANICAL （不同的应力问题选择合适的单元类型） AXISYMMETRIC SOLLD 10 OK ALL:EXIST. RETURN RETURNSAVE RUNSUBMIT 1MONITOR OK10.9 后处理结果显示MIANRESULTS OPEN DEFAULT （打开已存在的后处理文件）CONTOUR BAND （云图显示） SCALAR Temperature(Integration Point) SKIP TO INC （跳到指定的增量步）300 （指定载荷时间为300s的显示结果）NEXT （ 读下一个增量步到数据库中）PATH PLOT （变量沿指定的节点路径的分布显示） NODE PATH374 11 END LIST(#) VARIABLES ADD CURVE （显示以下变量的关系） Arc Length Displacement Y Y向位移 FITRETURNFILLDEF&ORIG （显示变形前后的网格）DEFORMED SHAPE: SETTING MANUAL(on) FACTOR 10 变形放大10倍，以便观察 RETURNFILL PATH PLOTNODE PATH 100 110END LIST(#)VATIABLESCLEAR CURVEADD CURVE （对相同节点路径下的三向应力的图示）Arc LengthComp 11 of StressADD CURVEArc LengthComp 22 of StressA