Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例

模型尺寸如下圖所示,

熱傳導(dǎo)系數(shù) = 52 W/m/°C比熱= 434 J/kg/°C

密度 = 7832 kg/m3

對(duì)流換熱系數(shù) = 750 W/m2/°C

邊界條件:

AB邊溫度 q = 100°C (固定溫度)熱流 DA= 0(絕熱邊)

BC 和 CD 邊與周圍介質(zhì)對(duì)流換熱周圍介質(zhì)溫度為0°C

本例采用國(guó)際單位制。E點(diǎn)理論計(jì)算結(jié)果為18.3度,下面使用Abaqus來計(jì)算并驗(yàn)證。

Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖1


首先創(chuàng)建2Dshell的幾何模型,其次是材料參數(shù)的設(shè)置,與靜力分析不同,熱傳導(dǎo)需要設(shè)置熱傳導(dǎo)系數(shù),在Mechanical>Conductivity里輸入52。本例是穩(wěn)態(tài)熱分析,因此只需要這一個(gè)參數(shù),若為瞬態(tài)熱分析,則還需要比熱以及密度值。
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖2


其次進(jìn)行分析步設(shè)置,這一步與靜力分析也有所不同,選擇Gerneal>Heat Transfer作為分析步。默認(rèn)的為瞬態(tài)響應(yīng),這里選擇穩(wěn)態(tài)分析,同靜力分析一樣,這里的時(shí)間1沒有真實(shí)含義,保持默認(rèn)。增量步設(shè)置與靜力分析一樣。
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖3


邊界條件由默認(rèn)的Mechanical改為Other,選擇溫度。選擇模型最下面的邊,這里定義為bottom集,給予100度的溫度。
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖4


下面設(shè)置模型與周圍空氣的對(duì)流。模型右面的邊(side)與上面的邊(top)與周圍環(huán)境發(fā)生熱交換,對(duì)流系數(shù)為750Sink temperature為周圍環(huán)境的溫度,這里給0
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖5


Mesh 模塊中,需要將單元族改為 Heat Transfer ,確認(rèn)使用的是 DC2D4 單元。至此,熱分析的設(shè)置已經(jīng)完成。可以提交計(jì)算。在后處理中查詢右邊界從下網(wǎng)上 0.2m 處的溫度值為 18.4151 ,與理論計(jì)算結(jié)果 18.3 相差不大。右圖為對(duì)模型網(wǎng)格加密的結(jié)果,顯示溫度值為 18.29 ,接近理論解。
Abaqus穩(wěn)態(tài)熱分析實(shí)例的圖6

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