PPT《ABAQUS 专题教程——热传导和热应力分析》

0 along DAConvection to ambient temperature of 0oC along BC and CD Objective:Find q at ETarget solution: 18.3oC at E 稳态分析实例 定义热传导率 定义薄膜换热系数 换热条件 边界条件 稳态分析实例 二维热传导 瞬态分析 --有限元方法将问题在空间中离散化,对于瞬态传热问题,控制方程也必须通过时间积分进行求解--在ABAQUS 中对瞬态固体传热进行时间积分的操作是利用后向差分算法: --后向差分算法是:相当的精确无条件稳定的--算法的稳定性非常重要,因为许多瞬态传热问题是在长的时间周期内进行分析的.(典型的是要到达到稳态条件) 瞬态分析 --瞬态传热是扩散主导的过程在对一些对外界条件改变的响应中,开始时温度随时间的变化很快,然而到后期,可以看到温度的缓慢变化.--在ABAQUS传热分析中,自动时间增量过程具有这种逻辑上内建的期望响应类型: 指数衰减或增加.--这种结合精确设置 DELTMX 的方案,允许 ABAQUS/Standard 保持在所有分析阶段的整个过程中具有一致的精确性. 二维瞬态热传导例子 x y 1.0 0.5 A B C D E 0.2 Conductivity = 52W/m/oCSpecific heat = 434J/kg/oCDensity = 7832kg/m3Film coefficient = 750W/m2/oCBoundary conditions:= 100oC C along ABHeat flux =

0 along DAConvection to ambient temperature of 0oC along BC and CD Objective:Find q at ETarget solution: 18.3oC at E at steady state. 瞬态分析 瞬态分析 在稳态算例基础上,增加密度和比热参数 瞬态传热分析步设定 DELTMAX 瞬态分析 瞬态分析 --DELTMAX 是一个时间积分精度参数在利用时间积分计算瞬态传热方程通过控制饿过程中,温度在每个时间最大允许的温度变化值,来控制求解的精度.配合使用自动时间增量方法,可以严格的控制时间增量步的大小,来满足DELTMAX 的设定. --如果计算过程中都能够满足 DELTMAX, ABAQUS/Standard 会尝试尽量增大时间增量步.自动时间增量步算法会尝试选择最优化的增量步时间,来兼顾计算精度和效率 --瞬态传热分析可以通过设定当温度变化小于设定值时停止计算 瞬态分析 --瞬态传热分析中的 Initial conditions可以再瞬态传热分析之前,设定一个初始的温度分布如果没有给定初始值,abaqus 的默认初始温度为

0 瞬态分析 --最小可用时间增量步设置(仅ABAQUS/Standard 适用)在对瞬态扩散过程的近似离散中,非常重要的一个问题是初始时间增量的选择.空间单元的大小和时间增量步之间的关系是:如果一个时间增量步太小,将会产生很多无用信息,并且事实上还好经常出现一些虚假的震荡的结果.当使用二阶单元时,震荡会比较显著 最小时间增量准则: Dt = 时间增量r = 密度c = 比热k = 热传导率Dl = 在最大温度梯度区域靠近表面的单元尺度 非线性分析 --一个典型的传热分析会包含以下的一些非线性:材料非线性: 1. 热传导率是温度的函数2. 比热是温度的函数3. 潜热效应,一种很强的非线性边界条件非线性:1. 具有辐射边界条件,有时也是一种很强的非线性2. 换热系数是温度的函数3. 任何热流边界条件中,热流是温度的函数 --ABAQUS/Standard 使用牛-拉迭代法,求解非线性问题的方程: 热 接触 --热量通过接触界面传导通过这些薄的界面进行传热是热分析的一个重要方面这些界面通常居于较低的导热率因此,在它们........