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热机械

发布时间2019-11-04人气:30

热机械

分析类型为热机械的,可以一次计算一个或多个物体的结构和热行为。热力和结构结果字段不是同时计算的,而是在迭代过程中按顺序计算的,在此过程中,热步骤的结果将用作下一个结构步骤的输入。因此,结构的应力状态取决于结构约束和载荷以及热载荷下的热膨胀。

结果使您能够研究结构的结构和热行为以及热对域的结构载荷状态的影响。当处理同时受轴承或类似约束约束的加热或冷却的固体(例如装配过程中的热收缩)时,这非常有趣。

截止阀的温度变化和应力

热冲击后截止阀的温度变化和应力

在下文中,将详细介绍您必须定义的不同模拟设置以及可以添加的各种选项。

分析类型

如果要计算与静态分析和稳态传热 或瞬态可比的系统稳态性能,可以选择稳态,如果要在瞬态分析中考虑时间相关的影响,则可以选择稳态。

为了执行给定几何的分析, 您必须通过在模型中创建网格来离散化模型。“ CAD处理”和“网格划分”的详细信息在“ 预处理”部分中进行了描述

将网格分配给模拟后,您可以添加一些与域相关的可选设置,并查看网格详细信息。请注意,如果您有一个不融合在一起的多个实体的装配体,则要 在这些独立零件之间建立连接,则必须添加“ 联系人”

  • 几何基元

  • 拓扑实体集

  • 联络点

  • 啮合

模型

在“ 模型”部分中,指定了定义模拟物理的所有内容,例如材料属性,边界条件等。在顶层,您可以调整一些常规设置。对于热机械,您可以为整个区域添加重力载荷。

  • 引力负荷

用料

为了定义整个域的材料属性,您必须为每个零件精确分配一种材料。您可以选择描述本构定律的材料行为,该定律用于应力-应变关系和材料的密度。请注意,密度用于重力等体积负载。惯性效应仅在动态仿真(Dynamic)中考虑请参阅材料部分以获取更多详细信息。

初始条件

对于实体结构的时间依赖性行为,重要的是仔细定义 初始条件,因为这些值确定了分析的解决方案。动态分析位移,速度和加速度是时间相关的变量。它们在施加载荷和约束之前定义了域的初始状态。默认情况下,位移,速度和加速度被初始化为零长度向量。因此,如果使用默认值,则在初始状态下将没有位移和速度。另外,可以将初始应力状态定义为非线性分析类型。如果用户没有改变,则应力最初也被视为零。此外,如果您选择进行瞬态分析,则温度取决于时间。默认情况下,它设置为室温(293.15 K)。

边界条件

对于热力学分析,您可以同时应用结构和热边界条件:

约束和载荷(边界条件)

您可以定义约束(位移边界条件)和载荷(力边界条件)。如果要确定区域一部分的位置,请在每个坐标方向上至少添加一个位移约束。否则,它可以在太空中自由移动。这用于例如跌落测试。

在缺少力边界条件(包括重力)的情况下,几何形状将变为无负载,并且除了规定的位移边界条件(约束)之外,不会发生变形。但是,这可能是为了确定例如在预夹紧的结构部件中的应变分布。

约束类型(位移边界条件)

  • 固定值

  • 对称

  • 远程位移

  • 弹性支撑

负载类型(强制边界条件)

  • 压力

  • 遥控力

  • 节点负荷

  • 表面负荷

  • 体积负荷

  • 离心力

  • 随动压力

温度和热通量边界条件

您可以定义温度和热负荷边界条件。如果在实体上提供温度边界条件,则所有包含的节点的温度值都将设置为给定的规定值。热负荷边界条件通过不同的机制定义了流入或流出域的热通量。注意,负热通量表示对环境的热损失。由于温度边界条件规定了域的给定部分上的温度值,因此不可能同时在该部分上增加热负荷,因为在这种情况下会受到过度限制。

温度边界条件类型(热约束)

  • 固定值

热通量边界条件类型(热负荷)

  • 对流热通量

  • 表面热通量

  • 体积热通量

数值

在数字下,您可以设置模拟的方程求解器。选择的内容会极大地影响计算时间和仿真所需的内存大小。

  • 解算器

模拟控制

Simulation Control设置定义了整个计算过程,例如时间步长间隔以及您希望模拟在自动取消之前运行的最长时间。

  • 计算核心数

  • 最大运行时间


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