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[极简分析] Abaqus热力顺序耦合分析

6月前浏览15142

本文摘要(由AI生成):

本文主要介绍了Abaqus求解多物理场的三种方法:直接耦合、间接耦合和顺序耦合。其中,顺序耦合是一种间接耦合,适用于单向耦合和多步顺序求解的情况,如模流-结构耦合等。文章还通过一个热力顺序耦合实例,介绍了如何将瞬态传热分析的结果应用于力学分析,求解热膨胀结果。具体步骤包括复 制模型、修改场输出、更新材料、定义预定义温度场、提交作业和查看结果。最后,文章展示了求解结果的温度分布云图。


在讲述热力顺序耦合实例之前,我们来回顾下《ABAQUS工程实例详解》第9章的多物理场内容,其中关于顺序耦合摘抄如下。

Abaqus完全具备求解多物理场的能力,其所用求解技术有直接耦合(Fullycoupling)、间接耦合(Co-simulation)和顺序耦合(Sequentialcoupling)3种

直接耦合:在Abaqus中,直接耦合是应用内嵌的完全耦合程序(Built-in Fully Coupled Procedures)实现,即对各个物理场添加相应的自由度且使用同一个求解器,比如温度、电势等代表相应的物理自由度。

间接耦合:Abaqus间接耦合技术是指耦合多物理场时,协同多个求解程序同步求解,比如常提到的流固耦合FSI(Fluid-structureInteraction)就主要用于求解气流-结构的热交互、水流-结构的力交互。实现Abaqus间接耦合多物理场,是同时调用多个Abaqus求解程序,以及第三方程序,比如流-固耦合,即同时调用Abaqus/Standard或Abaqus/Explicit和Abaqus/CFD或Fluent等,所以求解可以是线性或非线性、稳态或瞬态。


顺序耦合:笼统来说,顺序耦合也算是间接耦合,只是把间接耦合的多物理场同步协同求解,演变成多物理场多步顺序求解,比较适用于间接耦合中提到的单向耦合情况,以及模流-结构耦合(先注射成型再结构分析)等。



求解程式

多程式求解

应用范围

耦合强度

直接耦合

单一内置

独自求解

有限

间接耦合

多个内置或第三方

协同同步

局限

顺序耦合

多个内置或第三方

独自顺序

最广


接着[极简分析]带孔平板的Abaqus稳态热传分析、[极简分析] Abaqus瞬态热传分析[极简分析] Abaqus辐射和散热分析[极简分析] Abaqus带孔平板的结构分析继续讲解热传和热应力。
本节对[极简分析] Abaqus带孔平板的结构分析进行结构的热膨胀分析,热分布已由[极简分析] Abaqus瞬态热传分析计算获得,如下图。



温度分布@Step 1, Increment 50


复 制模型


右键树目录Model-Mechanics_Linear,复 制为新的模型,命名为Model-Mechanics_Linear-Ther,后文将对此复 制的新模型进一步设置。


修改场输出


在Step模块,增加温度场NT11的输出要求。


更新材料


在Property模块,对Aluminum材进行编辑,新增其热膨胀系数为2.4E-5。


定义预定义温度场

对预定义场的定义为本文关键步骤。读取 Model-Thermal_Transient-2模型中瞬态传热分析结束时的温度分布数据,并将其应用于力学分析,以求解热膨胀结果。


在Load模块,对全部几何的初始步,创建名称为DELTA_TE的温度预定义场,其通过调用已求解的Thermal_Transient-2.odb的increment=0时刻的温度分布,并插值到当前模型。



然后对此预定义场在Step=1时刻的温度进行设置如下,即Step 1分析步的开始~结束时间的温度场都给予定义,本结构模型因为1次Increment就完成了求解,故而Begin increment和End increment均为50。

注:热传求解模型的网格和结构求解模型网格可以不一致,空间大小也可以不一致,其是通过空间插值完成映射。具体增量步数字的定义需小心设置,可参考《ABAQUS工程实例详解》。


提交作业

在Job模块,创建本模型的相应作业Model-Mechanics_Linear-Ther。

查看结果


如下图查看应力结果,其中变形放大100倍。可与[极简分析] Abaqus带孔平板的结构分析未涉及热膨胀的应力分布做比较。



最后时刻的温度分布云图如下,与[极简分析] Abaqus辐射和散热分析的温度分布做比较,是一致的。




Abaqus
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2019-10-08
最近编辑:6月前
江丙云
博士 | 仿真专家 C9博士,5本CAE专著
获赞 711粉丝 5238文章 237课程 17
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3条评论
a Huiying
签名征集中
2年前
您好我在把温度场作为预定义场定义时总提示我数据不完整怎么解决呢
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Rocky
签名征集中
3年前
高深莫测
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一笑
笑一笑
3年前
学习学习
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