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仿真实例134:CST电感仿真之热应力仿真篇

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2024-07-19 | 1757 次浏览 | 分享到:

今天我们就来聊一个和热应力相关的话题。

本文将给小伙伴们分享一个关于一体成型电感在150℃温箱中发生热变形及其热应力分布的仿真案例,探讨如何通过CST仿真得到电感的热应力分布。

 

【仿真流程】

仿真流程 

 

一、仿真建模

电感的3D仿真模型如下图所示

仿真建模 

 

二、创建Thermal和 Mechanics子工程

Simulation Project中选择All blocks as 3D model 创建Thermal和 Mechanics仿真的子工程,其中project type选择Thermal & Mechanics。Solver type选择热仿真相关的求解器,如THs,THt,CHT,也可以选择与结构力学仿真相关的求解器Structural Mechanics。如下图所示

 

创建Thermal 

Mechanics子工程 

三、热仿真——Thermal steady state solver

热仿真 

 

【材料设置】

热应力仿真中,仿真模型中的材料参数设置要重点关注材料的热属性及机械属性,即热传导系数(thermal conductivity),比热容(specific heat),杨氏模量(young's module)、泊松比(Poisson's ratio)、热膨胀系数(Thermal expansion coefficient)等。以铁氧体为例,如下图所示

 

材料设置 

 

【边界条件设置】

选择恒温边界,并设置温度与环境温度保持一致

 

边界条件设置 

边界条件设置 

 

THs solver 求解器设置】

THs solver 求解器设置 

 

【温度分布仿真结果】

热稳态仿真结果:电感整体温度为150度

温度分布仿真结果 

 

四、结构力学仿真——Mechanical Solver 

结构力学仿真 

Field source 置】将热仿真得到的温度场结果作为field source添加进结构力学仿真中。

Field source 设置 

Displacement设置

Displacement设置 

Displacement设置 

 

Mechanical Solver求解器设置】

Mechanical Solver求解器设置 

 

【结构力学仿真结果】

仿真完成后,可以在2D/3D result文件夹下得到Displacement

及热应力的分布结果,如下图所示。

Displacement

下图Scale放大了100倍,可以清晰看到热膨胀导致的位移变化。

结构力学仿真结果 

Von mises stress

1、底部:Pin脚附近应力较

底部:Pin脚附近应力较 

2、线圈内部

线圈内部 

3、线圈顶部和侧面:电感两端相对应力较小

线圈顶部和侧面:电感两端相对应力较小 

线圈顶部和侧面:电感两端相对应力较小对比图 

 

(内容、图片来源:达索系统论坛,侵删)

 

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