课件：ABAQUS热分析专题.ppt

边界条件与载荷 3. 边界层(薄膜)条件 *CFILM 施加在节点上 *CFILM NODESET， 100.， 450， 2.3E-3 *FILM 二维情况下施加在单边上，三维情况下施加在单元面上 *FILM ELSET， F3.， 450， 2.3E-3 面积 温度 h 温度 h *SFILM 二维情况下施加在面上 *FILM SURSET， F.， 450， 2.3E-3 温度 h 边界条件与载荷 4. 向环境的辐射 热传导中的另一种边界条件是黑体辐射 q = -A(T4 – Te4) *CRADIATE 施加在节点上 *CRADIATE NODESET， 100.， 450， 0.1 Emissivity（0~1） *RADIATE 施加在单元上 *RADIATE ELSET， R1.， 450， 0.1 *SRADIATE 施加在面上 *CRADIATE SURSET， R.， 450， 0.1 单元面编号 定义辐射边界条件，需要定义Stefan-Boltzmann常数和绝对零度 *PHYSICAL CONSTANTS, ABSOLUTE ZERO = -273.16 STEFAN BOLTZMANN = 5.6697E-8 边界条件与载荷 4. 向环境的辐射 辐射率 emissivity 是衡量一个表面有多接近理想黑体的指标 一些常用材料的辐射率： Commercial aluminum sheet: 0.09 Heavily oxidized aluminum sheet: 0.2 Polished gold: 0.02 Rusted iron plate: 0.6 Polished iron plate: 0.07 Turned, heated cast iron: 0.44 Type 301 stainless steel: 0.58 Red brick: 0.93 Black shiny lacquer on iron: 0.88 White vamish: 0.09 Water: 0.95 边界条件与载荷 4. 向环境的辐射 是否需要考虑辐射边界条件 Film Radiation Heat flux Surface temperature 0 200 100 Te = Room temp (23oC) h = 10W/m2/oC 辐射率=1 温度越高，辐射现象越强 THANK YOU SUCCESS * * 可编辑 边界条件与载荷 5. 自然边界条件 在任何温度下没有给定热流并没有外部热流的表面，默认条件是通过表面q=0, 即没有通过表面的热流： 理想绝热条件 这是自然（无热载荷）边界条件，用于诸如施加对称边界条件的时候，如 外部热源温度 800oC 内部热源温度 400oC 稳态分析实例 二维热传导 x y 1.0 0.5 A B C D E 0.2 Conductivity = 52W/m/oC Film coefficient = 750W/m2/oC Boundary conditions: = 100oC C along AB Heat flux = 0 along DA Convection to ambient temperature of 0oC along BC and CD Objective: Find q at E Target solution: 18.3oC at E 稳态分析实例 定义热传导率 定义薄膜换热系数 换热条件 边界条件 稳态分析实例 二维热传导 瞬态分析 --有限元方法将问题在空间中离散化，对于瞬态传热问题，控制方程也必须通过时间积分进行求解 --在ABAQUS 中对瞬态固体传热进行时间积分的操作是利用后向差分算法： --后向差分算法是: 相当的精确 无条件稳定的 --算法的稳定性非常重要，因为许多瞬态传热问题是在长的时间周期内进行分析的。(典型的是要到达到稳态条件） 瞬态分析 --瞬态传热是扩散主导的过程 在对一些对外界条件改变的响应中，开始时温度随时间的变化很快，然而到后期，可以看到温度的缓慢变化。 --在ABAQUS传热分析中，自动时间增量过程具有这种逻辑上内建的期望响应类型: 指数衰减或增加。 --这种结合精确设置 DELTMX 的方案，允许 ABAQUS/Standard 保持在所有分析阶段的整个过程中具有一致的精确性。 二维瞬态热传导例子 x y 1.0 0.5 A B C D E 0.2 Conductivity = 52W/m/oC Specific heat = 434J/kg/oC Density = 7832kg/m3 Film coefficient = 750W/m2/oC Boundary