热膨胀系数效应考虑方式.pdf

热膨胀系数效应可通过以下三种方式考虑： （1）secant coefficient of thermal expansion 割线热膨胀系数（在MP 命令以ALPX ， ALPY ，ALPZ 输入） （2 ）instantaneous coefficient of thermal expansion 瞬时热膨胀系数（在MP 命令以 CTEX ，CTEY ，CTEZ 输入） （3 ）thermal strain 热应变（在MP 命令以THSX ，THSY ，THSZ 输入） se 当用ALPX 输入多个割线热膨胀系数 α （secant coefficient of thermal expansion ）时， 相对某共同基准或者定义温度，程序插值这些系数值作为割线值或者平均值。例如，假设在一 个测试实验室，测量的热应变开始于23 °C ，在200 °C ，400 °C ，600°C ，800°C 和 1000°C 读 数。当画出该应变-温度曲线时，可以使用THSX 直接输入。该温度-应变曲线的割线的斜率就 是相对于共同基准23 °C （T0 ）定义的热膨胀系数的平均值（或割线值）。 in 另外可以输入瞬时热膨胀系数α （使用CTEX ）。上述应变-温度曲线的切线斜率代表瞬时 热膨胀系数。下图说明了割线热膨胀系数和瞬时热膨胀系数的区别。 fig 割线热膨胀系数与瞬时热膨胀系数 ANSYS 程序根据下式计算结构热应变： th se ε = α （T ）（T-TREF ） T=单元计算温度 TREF =热应变为零时的温度（由TREF 命令或者MP 命令的REFT 定义） se α （T ）=温度相关的割线热膨胀系数 （如ALPX ），相对于定义温度T0 （definition temp ）（此例中，T0 与TREF 相同） in 如果材料数据以瞬时热膨胀系数α 输入，则程序根据下式，将瞬时值转化为割线值： 其中： se T =计算割线值α 所处的温度 n se T = 定义α 处的定义温度（此例中，与TREF 相同） 0 in α （T ）=在温度T 处的瞬时热膨胀系数CTEX 如果材料特性以热应变输入，程序将根据下式将这些应变转化为割线热膨胀系数： 其中： εith （T ）= 在温度T 处的热应变THSX 。 如果必要，THSX 数据被转换以使热应变在Tn=Tref 时为零。如果在Tref 的数据点存在， se se ith 在Tn=Tref 处α 可能产生不连续。避免 α 不连续的办法是确保ε 的斜率在Tref 两侧要匹 配。 se 如果α 的值是基于定义温度T0 与参考温度TREF 相同，在 secant coefficient of thermal expansion 中填写热膨胀系数属性，并将参考温度设置为T0 。 考虑： （2-35 ） （2-36 ） se 其中α （T ）=温度相关的割线热膨胀系数 （如ALPX ），相对于定义温度T0 （definition 0 temp ） se α （T ）=割线热膨胀系数（如ALPX ），相对于参考温度TREF 。 r 方程2-35 和方程2-36 代表对于两