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ABAQUS/CAE分析保险片的发热

来源: | 作者:thinks | 发布时间: 2025-01-08 | 178 次浏览 | 分享到:

本文分析的是 LITTLE 125A 保险片在通电流为 94A,时间为 30 分钟后保险片的发热情况,并与实验室实际测量的保险片的温升做对比。

 

1 CAE 中建立模型

中间的部分为保险片,两端的圆柱体为固定螺栓的简化模型,在此分析中,螺栓起到了传导热量的作用。

 

ABAQUS/CAE分析保险片的发热 

保险片与螺栓装配体的简化模型

 

2 输入材料参数:

保险片的材料为 CU,中间半圆球形的是 SN,两端的圆柱体是 FE。需要输入的数据有:热导率、密度、电导率、焦耳热系数、比热容。

 

3 ASSEMBLY 模块:

将保险片和圆柱体螺栓模型装配起来,使它们的表面刚好接触。

 

4 STEP 模块:

选择瞬态分析,分析周期为 1800S,初始增量步为 1,最小增量步长为 1E-5,选择锡点的中心为 T1 点,最细的部分为 T2 点,腿部为 T3,边缘一点为 T4,设置 T1、T2、T3、T4 点的温度为历史输出数据。

 

5 LOAD 模块:

负载设置一端为电流输入端,电流密度为 0.98A/mm2,电流的加载尽可能的模拟实际加载,因为加载面积与温升有着紧密的关系。

 

边界条件设置另一端点电压值为 0

 

6 INTERACTION 模块

对于此次分析,根据经验判定,保险的发热不超过 150°C,所以它的辐射作用可以忽略,同时 stefan-boltzmann也不用设置,设置腿的部分和熔丝部分的对流系数,但是在此次分析中,因为有壳体的作用,所以中间融丝部分的对流系数不设置。

 

将螺栓与保险片接触的部分用 TIE 约束加起来。

 

7 MESH 模块:

用分割命令分割模型,模型变为绿色或者黄色。

本分析用到了自由网格划分技术。此时模型的部分变为粉红色。

单元类型为热电耦合单元

 

8 分析结果:

ABAQUS/CAE分析保险片的发热 

保险片与螺栓的温升云图

 

由此图可以得出,保险片最大温升的部分为中间的锡点部分。

 

ABAQUS/CAE分析保险片的发热 

保险片锡点处的温升图

 

实验室测得的锡点 P1 的温度曲线如下图:

ABAQUS/CAE分析保险片的发热 

实验室保险片锡点处的温度

 

实验室测保险片的温度如下表:

ABAQUS/CAE分析保险片的发热 

ABAQUS 作出的结果与实验室的温度曲线做对比。1800S 时温度的差值为:(25+161-141.5)/141.5=0.314=31.4%

 

9 差异产生的来源:

实验室的密封性影响了空气的对流,导致对流系数的不稳定,一般对流强度会增大,所以实验室测的的数据小于 ABAQUS 的分析结果。

 

资料来源:达索官方

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