高级分析技术(耦合场分析).ppt

耦合场分析;本章简单讨论如何进行热-应力分析。 有两重目的： 如何在应力分析中施加热荷载。 介绍耦合场分析。;热应力产生 结构受热或变冷时，由于热胀冷缩产生变形。 若变形受到某些限制 — 如位移约束或相反的压力 — 则在结构中产生热应力。 产生热应力的另一个原因，是由于材料不同而形成的不均匀变形（如，不同的热膨胀系数）。;在 ANSYS 中求解热-应力问题有两种方法。这两种方法各有所长。 顺序耦合 传统方法是使用两种单元类型，将热分析的结果作为结构的温度荷载。 当热瞬态分析时间点很多，但结构时间点很少时效率较高。 很容易用输入文件实现自动处理。 直接耦合 比较新的方法，用一种单元类型就能求解两种物理场问题。 热和结构之间可实现真正的耦合。 在某些分析中可能耗费过多开销。;顺序耦合方法涉及两种分析： ;1. 热分析 该过程在第 11 章中描述。 2. 结构分析 a) 进入前处理，把热单元类型转换成结构单元。 Main Menu Preprocessor Element Type Switch Elem Type 或用 ETCHG 命令 注意：转换单元类型时，所有单元选项重新设置回原来缺省状态。例如，若用户在热分析中使用的 2-D 轴对称单元，则需要在转换后重新指定轴对称选项，因此，一定要确保设置正确的单元选项： Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete [Options] 或用 ETLIST 和 KEYOPT 命令;b) 定义结构的材料性质 (EX等)，包括热膨胀系数 (ALPX) (若使用的是 ANSYS 提供的材料库，材料的热特性和结构特性均已定义，该项可以省略). 注意：如果没有定义 ALPX ，或将该项设置为零，则不计算热应变。可以用该项技巧“关闭”温度的影响。 c) 指定静力分析类型，这一步只在热分析是瞬态分析时用。 Main Menu Solution Analysis Type New Analysis 或用 ANTYPE 命令;d) 施加结构荷载，而把温度作为荷载的一部分。 Main Menu Solution Define Loads Apply Structural Temperature From Therm Analy 或用 LDREAD 命令。 e) 求解。 f) 观察应力结果。;直接耦合方法，通常只涉及用耦合单元的分析，单元必须包括热、结构的自由度。;顺序方法 对非高度非线性耦合情况，顺序方法更有效、灵活，因为它可以独立执行两种分析。 在顺序方法热-应力分析中，例如，在非线性瞬态分析之后可以紧接着进行线性静力分析，然后可以把热分析中任意荷载步或时间点的节点温度作为应力分析的荷载。;请参考练习附录(这两个有点问题？)： W13a. 带散热片的轴对称管（顺序耦合场） W13b. 带散热片的轴对称管 (直接耦合场)