Abaqus子程序Umeshmotion模擬不指定燒蝕方向的材料燒蝕過程。

注：本案例的數據都是根據文獻數據大致取值，并不是有效數據，數據只是用來說明仿真的方法與過程。

一般的航天飛行器在返回大氣層時，防熱材料通過與空氣發生化學反應吸收熱量，從而達到主動降溫的效果。不考慮機械剝蝕，防熱材料的材料燒蝕率一般通過化學反應速率來反映。

即單位時間內消耗的固體材料取決于化學反應速率，Arrhenius方程：

具體看以下案例，材料四周受到了不同的氣動加熱，材料中心固定約束。

燒蝕主程序有以下主要內容：

     ① ULOCAL(NDIM)=ULOCAL(NDIM)-A*CPRESS*exp(E/(R*ARRAY(1)))     ② IF(LNODETYPE .EQ. 4)ULOCAL(NDIM)=ULOCAL(NDIM)*0.01     ③IF(LNODETYPE .EQ. 3)ULOCAL(NDIM)=ULOCAL(NDIM)-     * A*CPRESS*exp(E/(R*ARRAY(1)))

第一句為材料的內部節點燒蝕量，也就是已知環境壓力、材料節點溫度，活化能等，通過Arrhenius方程計算得到的燒蝕量；

第二句，其中LNODETYPE.EQ. 4 表為材料邊界上節點的燒蝕量，及其對應的燒蝕量，如圖2中2處所示；

第三句，其中LNODETYPE.EQ. 3 表示邊界與邊界相交的拐角處節點及其對應的燒蝕量，如圖2中1處所示。具體可以查看幫助文檔的說明。

也許伙伴們會有疑問，為何還要單獨對邊界和拐角處計算燒蝕量，個人認為兩個邊界共用一個節點，如果不單獨設置，會出現網格極度變形，導致計算失敗。更何況，實際上不同的邊界承受不同的氣動加熱，在拐角處可能會出現“轉戾區”，材料受到的溫度會與邊界的不一樣。在這個案例中，我嘗試了很多次不同設置，都因網格變形嚴重，導致計算失敗。如果存在其他原因，歡迎補充，謝謝。

計算結果

(1)初始時刻

(2)t=0.015時刻

(1)t=0.1217時刻

(1)t=0.567時刻

從結果可以看出，燒蝕后，材料的拐角處的網格呈現出不規則，對后續計算會有很大影響。出現這個問題有兩個原因：第一，可能時拐角的燒蝕量設置的不太合適；第二，無指定網格偏移。個人覺得，第二種可能性較大。

以上是無指定燒蝕偏移方向的材料燒蝕模擬過程，最近也在不斷的琢磨指定燒蝕方向和磨損方向的網格便宜，后面會發布指定燒蝕偏移方向的材料燒蝕模擬。

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