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ABAQUS软件分析指南343：顺序耦合热应力分析

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-05-07 | 1295 次浏览 | 分享到:

顺序耦合热应力分析

产品：Abaqus/Standard Abaqus/CAE

概述

顺序耦合传热分析：

l当结构中的应力/变形场取决于该结构中的温度场，但温度场可以在不知道应力/变形响应的情况下找到时使用;以及

l通常是首先进行非耦合传热分析，然后进行应力/变形分析。

l温度场不依赖于应力场的热应力分析是顺序多物理工作流的一个常见例子，也是在顺序耦合的预定义场中描述的更为一般的工作流的一个例子。在这种热应力分析中，温度在非耦合传热分析(非耦合传热分析)或耦合热电分析(合热电分析)中计算。

参考资料：

l定义分析

l关于传热分析程序

l用于顺序耦合的预定义字段

l创建和修改输出请求

l定义一个温度场

节省节点温度

节点温度作为时间的函数存储在传热结果(。Fi1)文件或输出数据库(odb)文件通过请求输出变量NT作为节点输出到结果或输出数据库文件。请参见节点输出和将节点输出写入输出数据库。

将传热结果转换为应力分析

温度作为一个预定义的字段读入应力分析;温度随位置变化，通常与时间相关。它是预定义的，因为它不因应力分析解而改变。这些预定义字段总是在节点处读入Abaqus/standard。然后根据需要将它们插值到元素内的计算点。(参见在网格之间插值数据)。应力单元中的温度插值通常是近似的，比位移插值低一阶，以获得热应变和机械应变的协调变化。可以读入任意数量的预定义字段，并且可以根据这些字段定义材料属性。

有关详细信息，请参阅将温度转换为温度场。

初始条件

合适的热应力初始条件分析问题在传热与应力分析章节中进行了说明-例如，请参见关于传热分析程序，热电耦合分析，关于静态应力分析程序与关于动态分析程序。另见初始条件。

边界条件

适当的热应力边界条件例如，在传热和应力分析章节中描述了分析问题，参见关于传热分析程序，热电耦合分析，关于静态应力分析程序和关于动态分析程序另请参阅边界条件。

负载

适当的热负荷和应力分析问题在传热与应力分析章节中进行了说明-例如，请参见关于传热分析程序，热电耦合分析，关于静态应力分析程序与关于动态分析程序。另请参阅关于负载。

预定义字段

除了从热传递分析中读取的温度之外，还可以指定用户定义的字段变量;这些值仅影响依赖于字段变量的材料属性(如果有的话)。请参阅预定义字段。

材料选项

热分析中的材料必须具有定义的热导率等热学特性(请参见关于热学特性)。在热分析中将忽略任何机械特性(如弹性)，但在应力分析过程中必须定义这些特性。有关Abaqus/standard中可用的材料模型的详细信息，请参阅Abaqus材料指南。

如果在材料特性定义中包含热膨胀(ThermalExpansion)，则在应力分析中会产生热应变。

输出原理

您可以在热分析中使用Abaqus/standard中的任何传热元件。在应力分析中，必须选择相应的连续体或结构单元。例如，在热传导分析中，在节点100、101、102、103中定义了热传导壳单元类型DS4，在应力分析过程中，必须在这些节点中定义三维壳单元类型S4R或S4R5。

对于连续单元，您可以使用一阶单元将热传递结果从网格传输到使用二阶单元的网格的应力分析。有关更多信息，请参见将二阶应力元素与一阶传热元素一起使用(中间节点能力)。您可以激活内插功能来映射匹配元素维数的不同网格之间的节点温度(实体元素到实体元素，外壳元素到外壳元素)。您不能使用插值功能在传热壳单元和结构膜单元之间映射节点温度。有关更多信息，请参见在网格之间插值数据。

节点温度必须通过请求输出变量NT写入热传递分析结果或输出数据库文件(见输出到数据和结果文件)。这些温度将被读入应力分析程序。

适当的输出变量描述在传热和应力分析部分。所有输出变量都在Abaqus/标准输出变量标识符中列出。

输入文件模板

典型的顺序耦合热应力分析由两个Abaqus/Standard运行组成:热传递分析和随后的应力分析。

下面的模板显示了热传递分析热的输入。发票：

*HEADING

…

*ELEMENT, TYPE=DC2D4

(Choose the heat transfer element type)

…

*STEP

*HEAT TRANSFER