abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比

                                     前言

使用abaqus分析熱力學計算的例子很多,但是并沒有見有人發過順序耦合和直接完全耦合的對比,而且網上關于熱力耦合分析的教程又很少,而相關書籍上一般都用預定義場分析均勻溫度場,但是對于梯度載荷需要用到順序耦合或完全耦合。雖然網上有剎車片的例子,但是例子對于初學者還是比較吃力的,而且它沒有順序耦合的對比,應網友要求,現在奉上一份順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的教程及例子,自信設置的都是對的,通過總結官方的相關例子及幫助文檔熱力耦合資料(本例子并不是官方的,是純粹個人原創),如果有什么不明白的可以聯系我,站內私信

                                   有限元模型

模型介紹:整個模型初始溫度25攝氏度,外面溫度在100s內從25攝氏度升值1200攝氏度,相應地內面溫度在100s內從25攝氏度升值900攝氏度;左邊界x對稱約束,下邊界y對稱約束; 順序耦合使用DC2D4熱分析單元和CPE4R應力分析單元,完全耦合使用CPE4RT單元;具體模型及網格如下圖所示:

model.jpg

網格.jpgabaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖3

                                     結果及討論

1 順序耦合

溫度結果

abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖4

應力結果

abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖5

2 完全耦合

溫度結果

abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖6

應力結果

abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖7

兩種分析模式下的內外面的溫度變化及熱流矢量:

abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖8abaqus熱力耦合---順序(間接)耦合和完全(直接)完全耦合的結果對比的圖9

對于兩種不同的計算方式,溫度的分布與預期完全一致,而且溫度結果和應力結果完全吻合,這證明我們的方法及設置都是正確的;需要注意的是當模型中考慮塑性,粘性或者損傷的時候,兩種計算方式得到的結果會略有差別,這主要是溫度和應力的耦合程度決定的,當耦合交互影響作用很大的時候,用完全耦合就更為合理,反之亦然。

                                        結論

順序耦合和完全耦合的結果對比分析證明了我們的設置是完全正確的,此帖子可以為初學者提供一定的學習知道,可以更快速地掌握abaqus中熱力耦合的設置方法,更早地進入科研課題;同時,對于已經學習了abaqus熱力耦合的科研人員也具有一定的學習價值,可驗證之前模型設置的正確性。

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