ANSYS Workbench雙層金屬套管的熱結構耦合問題
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各位大神,本人有一熱固耦合的算例問題想請教各位大神。
一個雙層金屬套管,外徑分別10mm、15mm,壁厚0.6mm、0.7mm,長4m,上下兩個端塞點焊,整個形成一個內腔。模擬內外管壁由于熱膨脹不均,在端塞連接處的應力大小。材料楊氏模量7GPA,泊松比0.25。
通過Steady-State Thermal,定義一個外層管材料的軸向熱膨脹系數,使外層管軸向熱膨脹3mm,而內層管壁熱膨脹為0(設內管熱膨脹系數為0),將此熱應力結果作為Static Structural邊界條件。
Static Structural載荷如下:
①外界壓強;②內腔壓強;③軸向12層定位架,每層4個點支撐(因為管子沿軸向熱膨脹,所以這個載荷定義成抵抗管子生長的軸向摩擦力,作用在點上);④下端塞底面y方向位移為0。
最后求解最大等效應力和內外管壁的軸向位移。

我有兩個問題一直沒想出來,請教各位大神!!!
問題①:計算出來的結果彎曲特別大,不合常理。是哪里設錯了嗎?理論分析應該是:外管軸向只生長3mm,而內管不生長,由于上下端塞的約束,外管受壓,內管受拉,最后綜合變形應該很小。

問題②:下圖是Y方向Normal Stress(切開了看),應該內管受拉為正,外管受壓為負。為什么內管有一條綠的是負的?外管有一條紅的是正的?

我的網格只設置了Sizing為1mm,網格結果看著還不錯。
本人剛剛接觸ANSYS Workbench,希望厲害的大神傳道授業解惑!!!感謝感謝!!

@ANSYS專家

寧博士CAE團隊 


















