基于ABAQUS热传导与热应力分析(经典)

1、ABAQUS主题教程热传导和热应力分析，第一课：固体热传导热介绍，概述分析过程材料热传导特性ABAQUS/Standard的热传导单元库边界条件和载荷稳态分析瞬态状态分析非线性分析，介绍，- ABAQUS是主要用于应力分析的软件，但ABAQUS具有解决多组件模型热传导问题的重要特性热传导的解决能力包括ABAQUS的热传导特性-稳态响应-瞬态响应、可变时间点-全套热传导边界条件-材料特性(和载荷)可以与温度相关-通过热“接触”，允许在“接触表面”上流动热-温度场可以轻松导入热应力分析流体分析自由对流无浮力流热冲击问题的自适应网格划分逆传热分析、介绍、力平衡和能量守恒之间的类比-应力分析中，ABA

2、QUS求解力平衡方程3360 mu=p I。在热传导分析中，ABAQUS解决了能效守恒方程，并确定了温度分布。密度、比热、温度变化率、外部热、内部热、简介、热传导分析的基本物理量、-温度Temperature单位-热Heat energy单位J -热速度Heat rate power单位j/t or w-热热扩散率、简介、-类比、Stress、Heat、分析程序、ABAQUS/Standard中的热传导分析会扩散几何图形以分配热传导装置，并与*HEAT TRANSFER程序选项*HEAT TRANSFER过度分析(预设该功能可以通过设置适当的边界条件来模拟纯热传导项目；ABAQUS/Stand

3、ard中可用的其他热属性在Explicit中可用，但复制型腔和使用自定义子例程定义的非均匀热载荷除外。定义材料热性质，InP的*MATERIAL关键字中定义的材料热性质，* material，name=MATERIAL-1 * CONDUCTIVITY 1.0 * density 1.0 * specification-热传导率也可以是所需数量的基本场变量的函数。与默认字段变量相关的材质特性不包含非线性，ABAQUS使用简单的插值方法确定材质特性。例如， * conductivity，dependencies=1 63.0，20，160 70.5，200，200 * initial condi

4、tions，type=field-大多数材料的比热随温度变化不变，密度：*DENSITY，-密度为温度和场变量，热传导单位定义，连续单元：ABAQUS的连续扩散热传导单位库包含一维、二维、轴对称和三维应用程序，单位命名惯例3360，DC3D20，扩散节点温度输出变量为NT11。点单位热容量单位HEATCAP可以是在一点模拟温度或栏位变数的函数。此单位在ABAQUS/Explicit中可用，壳单元主插值和次插值应用于轴对称单元(DSAX1、DSAX2)和三维(DS3、DS4、DS6、DS8)的壳单元具有单元库。薄壳储存格用于模拟热负载薄壁结构，例如：压力容器、管系统和金属板元件。热传导单元定义，

5、-壳单元曲面下的温度自由度为11(输出变量为nt11)-正曲面的温度自由度为10n，n使用壳截面中的截面点数。-在单层(统一)壳中，截面点均匀分布在厚度上，缺省值为5个点。每个壳必须是奇数截面点，在ABAQUS/standard的厚度上使用分段抛物线插补方法确定。、n、nt11、nt12、nt13、-单元在每个壳节点厚度方向的多个点上提供温度自由度，因此温度不仅会根据壳的参考平面和厚度方向发生变化，还会根据热传导率单位定义，进行复合材料性质包括*薄壳区段中的： *薄壳区段、多层1的厚度、温度自由度数(剖面点)、材料名称、材料方向参考的orientation名称LAYER2的厚度、温度自由度数(

6、剖面点数)、材料名称以及材料方向参考的orientation位移-作用或反作用力基本上不知道位移，力已知。在热传导分析中，此共轭变量基本上不知道温度-热速度(单位时间内的能量流)，而知道热速度。-已知热速度=0，等于隔热边界条件；-没有外部能量流或流出节点。ABAQUS的多个热边界条件和热载荷1。在某些节点上，温度预置，*BOUNDARY，自由度11 2。某些点或某些曲面或体积内的默认热速度q *CFLUX、*DFLUX、*DSFLUX 3。某些点或某些曲面的边界层(薄膜)条件*CFILM、*FILM和*SFILM 4。某些点或某些曲面的放射条件*CRADIATE、*RADIATE和*SRAD

7、IATE 5。自然边界条件(预设)，边界条件和负载，1。默认温度，*边界节点，11，11，11，11，500，节点集，第一个自由度，温度，最后一个自由度，温度值保持不变3360，*边界，amplitude预设热流(热速度)、节点集中热流(自由度11相结合)透过关键字*CFLUX强加、*CFLUX、AMP=amp-1 FNODE、11、30、热速度参考值、输入输出变量CFLn可以反映节点* cf lux的当前值。热流分布(通过关键字*DFLUX或DSFLUX计费，*DFLUX可计入面或实体*DSFLUX仅应用于面，*DFLUX，AMP=amp-1 ELHOL，S1，300，)边界层(薄膜)条件-

8、热传导中最常见的边界条件之一是自由表面牢牢固定的流体被加热或冷却。-关键字*CFLIM、*FILM和*SFILM用于定义边界层条件。-边界层系数h是ABAQUS的输入参数： JL-2t-1q-1-边界层系数的重要性：热传导的结果是典型的。h是流体雷诺数和循环温度的函数，但也与表面状态相关，例如粗糙度、污垢和方位角，因此很难表征。通常需要进行测试校正以确定h的值。Film、coefficient h、q、流体、温度q、* film property、name=h1 11.6e-6、40 14.2e-6边界层(薄膜)条件，*CFILM应用于节点，*CFILM NODESET，100。450，2.3

9、E-3，*FILM对2d为单向，对3d套用至单位面，*FILM ELSET，f3。450，2.3E-3，面积，温度，h，温度，h，*SFILM 2d适用于面，*FILM SURSET，f .450，2.3E-3，温度复制到环境、热传导的另一个边界条件是黑体辐射、q=-A(T4 Te4)、*CRADIATE应用于节点、*CRADIATE NODESET、100、450、0.1、Emissivity、450、0.1、*SRADIATE强加于面、*CRADIATE SURSET、r .450、0.1、单元面编号、放射边界条件定义、Stefan-Boltzmann常量和绝对零度定义环境的发射率、发射率

10、emissivity是测量曲面与理想黑体接近程度的指标，某些常用材质的发射率：commercial aluminum sheet :09 heaviry oxidized aluminum sheet :2 polished gold 333660到环境的复制是否需要考虑辐射边界条件，、film、radiation、heat flux、surface temperature、0，200，100，te=room自然边界条件，没有指定任何温度下的热流的表面，基本条件是q=0穿过表面的热流，即没有穿过表面的热流：理想的隔热条件，这是套用对称边界条件(例如稳态分析范例，二维热传导，x，y，1.0，0.5)时使用的自然(无热负载)a、b、c、d、E、0.2、Conductivity=52w/m/Oc film coefficient=750 w/m2/Oc booc在ABAQUS中，使用逆向差分算法进行瞬态固体传热的时间积分。-反向差分算法在：上相当准确，无条件稳定性。由于在较长的时间内分析了许多瞬态传热问题，因此算法的稳定性非常重要。(通常需要达到正常状态条件)，瞬态分析，-瞬态传热是扩散主导过程，在对外部条件变化的一些响应中，温度会随着时间的推移