固化變形溫度場模擬的案例
abaqus凍土路基的溫度-水分-變形多場耦合分析
凍土路基產生的變形與內地路基產生的變形不同。凍土路基隨著季節的交替發生凍結與融化的同時路面會產生相應的變形，并且這樣的變形隨著時間的推移還在持續不斷的變化。在同一路基橫斷面處，由于凍土路基溫度場和水分場分布的不同，路基表面會產生不均勻變形，即在道路橫向發生了變形。在青藏公路的不同路段，由于不同的路基填料、不同的路基高度、不同的多年凍土類型以及不同的路側積水等情況，會使得凍土路基形成縱向的波浪變形。
1 路基溫度場
溫度場的控制方程如下所示
由于凍土路基會存在凍結和融化過程，這就會伴隨著相變熱的產生，因此需要在傳統溫度控制方程中額外考慮相變熱的的影響。
路基的溫度場邊界比較復雜，本文采用第二類和第三類邊界條件，考慮太陽輻射、對流換熱和地面有效輻射的影響。太陽輻射主要影響大氣溫度變化，這里采用下式描述大氣溫度變化
對流換熱則采用下式描述
建立如圖所示的有限元模型
可以計算得到路基的溫度場分布和一年中路基的溫度變化如圖所示
2 水分場分析
凍土路基的變形與水的凍結和融化息息相關。所以分析凍土路基的變形時必須考慮水場分布的影響。
路基中水分場遷移可以通過達西定律來描述
由于凍土路基中，水分凍結后，水分會發生遷移，因此需要考慮相變對水分遷移的影響。
計算得到的飽和度分布如圖所示
3 變形場分析
凍土路基的變形包括融沉變形和車載變形。進行變形場分析時，采用摩爾庫倫準則
路面的車輛載荷采用脈沖載荷來模擬，如下圖所示
同時，水分的凍結時會產生凍脹變形，因此需要考慮凍脹率的影響。這里凍脹率選擇為0.03。
結合溫度場分析和水分場分析可以獲得路基的變形結果。
展開 冷凍保存中液態介質發生相變過程的溫度場、速度場和固體力學場模擬 ￥1500
冷凍保存（cryopreservation）是一種通過將生物材料冷凍在極低溫度下（通常低于-130°C或-202°F）以保持其活力和功能的技術，以使其能夠在較長時間內保存。它通常用于儲存各種生物樣本，如細胞、組織、器官甚至整個生物體。該過程涉及將生物材料的溫度降低到所有生化反應停止的點，有效地阻止任何腐爛或降解。常常使用抗凍劑（如甘油或二甲基亞砜）來最小化冰晶的形成，冰晶在冷凍和解凍過程中可能對細胞造成損害。冷凍保存使得生物材料能夠長期儲存，以供移植、研究和生物多樣性保護等各種應用。
本文章展示了基于COMSOL軟件建立的多物理場耦合數值模型，解決了在低溫保存過程中熱傳導和流體流動問題的耦合問題，同時得到了液態介質發生相變過程中的流動性質、溫度場以及應力場，部分結果展示如下：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
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凍土路基產生的變形與內地路基產生的變形不同。凍土路基隨著季節的交替發生凍結與融化的同時路面會產生相應的變形，并且這樣的變形隨著時間的推移還在持續不斷的變化。在同一路基橫斷面處，由于凍土路基溫度場和水分場分布的不同，路基表面會產生不均勻變形，即在道路橫向發生了變形。在青藏公路的不同路段，由于不同的路基填料、不同的路基高度、不同的多年凍土類型以及不同的路側積水等情況，會使得凍土路基形成縱向的波浪變形。
1 路基溫度場
溫度場的控制方程如下所示
由于凍土路基會存在凍結和融化過程，這就會伴隨著相變熱的產生，因此需要在傳統溫度控制方程中額外考慮相變熱的的影響。
路基的溫度場邊界比較復雜，本文采用第二類和第三類邊界條件，考慮太陽輻射、對流換熱和地面有效輻射的影響。太陽輻射主要影響大氣溫度變化，這里采用下式描述大氣溫度變化
對流換熱則采用下式描述
建立如圖所示的有限元模型
可以計算得到路基的溫度場分布和一年中路基的溫度變化如圖所示
2 水分場分析
凍土路基的變形與水的凍結和融化息息相關。所以分析凍土路基的變形時必須考慮水場分布的影響。
路基中水分場遷移可以通過達西定律來描述
由于凍土路基中，水分凍結后，水分會發生遷移，因此需要考慮相變對水分遷移的影響。
計算得到的飽和度分布如圖所示
3 變形場分析
凍土路基的變形包括融沉變形和車載變形。進行變形場分析時，采用摩爾庫倫準則
路面的車輛載荷采用脈沖載荷來模擬，如下圖所示
同時，水分的凍結時會產生凍脹變形，因此需要考慮凍脹率的影響。這里凍脹率選擇為0.03。
結合溫度場分析和水分場分析可以獲得路基的變形結果。
本文中，溫度場分析通過film子程序和dflux子程序定義溫度邊界，通過hetval子程序定義相變熱。
展開 溫度場傳遞的問題－－－焊接變形和殘余應力分析
我現在正在學習模擬焊接變形的問題，這幾天已經可以運用ABAQUS來實現溫度場，以及熱－應力耦合的分析了，但是在將溫度場傳遞的過程中發現了一個我不能實現的問題，我采取的方法是間接法，即先運用單元內部生熱實現熱源的移動來模擬溫度場，之后將溫度場模型copy成另外一個模型，增加材料屬性，并將單元類型改為熱－應力耦合單元，但是在運用predefined feild導入先前的溫度場的時候發現只能導入一個分析步中的溫度場。由于焊接是瞬態分析，而且是多分析步的，每個分析步都完成了一段焊接任務，運用此方法那就不能將焊接整個過程的每個瞬時溫度場導入到熱應力分析工作中，那這和現實焊接變形的狀況差別滿大的啊？不知道做這方面模擬的朋友們你們是怎么處理這個問題的？指點一下，謝謝先
展開 
經典模擬案例7-溫度導致的變形模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
如若有技術支持需要，可聯系我QQ 284589695。
展開 室內流場與溫度場的實驗測定及數值模擬
CDF 技術及其商業軟件的發展使人們可以用數值模擬的方法預測室內熱環境，評價通風效果，改進空調送回風系統的設計，在提供舒適的室內環境的同時，進一步降低能耗。為了對數值計算結果進行檢驗，在某室內送回風節能,氣流組織模擬實驗室中對空調工況下的氣流組織和溫度分布進行了實驗測定，并采用商業軟件Airpak 對房間內的速節能,速度場、溫度場進行了數值模擬。在數值計算中采用k?ε方程作為紊流模型，以現場實測數據作為邊界條件，計算結果與實測數據吻合較好。結果表明，采用商業軟件對空調工況下室內送回風氣流組織與溫度分布的數值模擬可以獲得較準確的室內流場、溫度場及空氣年齡的詳細數據，從而可以對整個空調通風效果進行全面評價，以改進空調系統。
室內流場與溫度場的實驗測定及數值模擬.pdf
展開 凍融問題滲流場和溫度場耦合數值模擬
凍融作用在自然界中普遍存在如自然環境科學中滲流與溫度的相互作用會影響到滲流場和溫度場的分布從而影響生物的生存環境。高寒地區工程的凍融破壞作用例如路基凍脹穩定問題寒區隧道的凍脹破壞等這些都是滲流和溫度的耦合問題。為了揭示凍融作用下滲流場和溫度場的變化規律建立了描述滲流場及溫度場耦合的偏微分方程其中滲流方程中考慮了溫度作用引起的介質滲透特性的變化和水量變化及溫度梯度對滲流的影響。在溫度方程中考慮了相變對介質熱物理參數的影響及水流動引起的對流作用影響。然后利用多物理場耦合分析軟件COMSOL Multiphysics成功的求解該方程組通過算例與Lunardini的解析解進行了對比驗證數學模型的合理性。最后通過一個凍結壁算例計算了在水流和熱傳導作用下的凍融情況和溫度場的變化規律。結果表明溫度場對滲流場分布有一定的影響同樣滲流對凍融作用的影響顯著在凍融和滲流的作用下溫度場發生了明顯的變化。
凍融問題滲流場和溫度場耦合數值模擬.pdf
展開 管道對接2層焊，層間冷卻熔覆溫度場、應力場模擬分析
圖4 第15S和第45S時候的溫度分布
由于結構鋼的熔點為1500℃，對15秒時候的結果溫度進行設置，可知，焊道能夠完全熔化，焊接可靠。
圖5 15秒時焊道界面溫度分布
分別選取垂直和環繞/平行于焊道的各5個均勻分布的節點進行溫度取值，得到結果如圖：
圖6 垂直和環繞/平行于焊道的各5個均勻分布的節點
圖7 垂直于焊道的各5個均勻分布的節點的溫度曲線
圖8 環繞/平行于焊道的各5個均勻分布的節點的溫度曲線
圖9 冷卻期間溫度的變化
06
應力場模擬結果
導入溫度場的結果作為結構場的邊界條件，得到的變形和等效應力如圖。
展開 激光熔覆溫度場模擬 ￥80
激光熔覆溫度場模擬
新型樓板火災溫度場試驗和模擬研究
本文針對一種新型樓板，介紹了相應的受火試驗與模擬方法。文章來自微信公眾號CELab，掃描文末二維碼了解更多~
1. Introduction
引言
遠大集團研發的不銹鋼芯板是一種超輕超強結構材料，由兩塊鋼板、中間密布薄壁芯管組成，用1083℃無氧銅釬焊焊接成一個牢固整體，空隙填充巖棉隔熱隔音，可直接用作建筑的柱、梁、樓板，也可根據建筑設計任意切割。從性能上看，其比同尺寸鋼筋混凝土重量輕10倍，強度高3倍，耐腐比碳鋼高100倍以上。在疫情期間，利用工廠化不銹鋼芯板技術向韓國“出口”了兩座“火神山”醫院，圖1為負壓隔離病房。
圖1
鋼結構不耐火，將不銹鋼芯板建筑結構推廣應用需要解決其抗火問題，而研究其火災下溫度場分布規律是解決其抗火問題的基礎。對于存在空腔的結構而言，結構內部的溫度差過大會導致空腔輻射效應增強，但現有研究往往忽視了這部分的影響。我們針對新型的空腔結構，基于ABAQUS軟件，模擬了空腔輻射作用。
本研究首先開展樓板受火試驗，并使用有限元分析軟件ABAQUS，從不銹鋼芯板中選取一個周期胞元，建立了考慮芯管內部空腔輻射效應和空氣導熱的有限元分析模型，這大大降低了模擬難度，提高了模擬效率。
2. Experimental Research
試驗研究
2.1 試驗設置
對一塊不銹鋼芯板試件在標準火災下單面受火時的溫度場進行了試驗。
展開 ANSYS高斯脈沖激光光源溫度場模擬APDL ￥100
以下為中間過程中的溫度場
本實例介紹在一個高斯脈沖激光光源溫度場的模擬，包含了脈沖激光的apdl程序，高斯光源的APDL程序，以及隨溫度變化的材料參數設置，apdl程序為參數化建模，只需修改相應的數據，即可更換模型參數。
下層基板：長1000微米，寬300微米，高300微米;上層板材：長1000微米，寬300微米，厚30微米。
激光照射上層板材，由寬度方向的中點進入，沿長度方向直線掃描一道，到另一邊中點結束
激光為普通高斯光源，形式為脈沖激光，如圖3，其中激光頻率=1/TCycle, 占空比=TPulse/TCycle
在模擬的過程中要實現激光功率，掃描速度，激光頻率和占空比的可變。求得上層板材中心位置溫度隨時間的變化曲線
1. 溫度場只考慮傳熱，不考慮對流以及輻射，環境溫度為室溫25攝氏度。
2. 材料的各項參數不是固定參數，而是隨溫度變化的參數。
激光參數：
光斑直徑：100微米
激光功率：200W
掃描速率v=800mm/s
占空比ra=0.5
激光頻率f=20000Hz
展開 
【講座】電阻點焊溫度場的模擬
電阻點焊的模擬是一個熱電力三場的耦合場分析。本講座中建立1/4平面模型，不考慮預壓力，僅作熱電兩場分析。
進入ansys，選定耦合單元plane67，如圖，在option中K3，選定為 對稱，即keyopt,1,3,1
添加材料屬性，銅電極，待焊鋅板，以及銅-鋅，鋅-鋅 兩接觸薄層。密度，熱導率，焓C等參數值。這些值 是可以隨溫度變化的。
建立模型，如圖所示，接觸的地方建立薄層
劃分網格，注意在接觸的地方細化網格
耦合電極上端面的電壓
選定上端面節點，進行電壓耦合
進入solution部分
選擇分析類型為瞬態分析
在后面的窗口 點確定
設定環境初始溫度為25度
施加對流換熱系數
約束模型下端面的電壓為0
在銅電極上端面 一點 施加電流
載荷施加完后的模型如圖所示
求解時間設置，階躍載荷
求解完成后的溫度場
over，大家有什么疑問可以相互交流。
展開 ansys激光熔覆溫度場模擬 ￥150
激光單道熔覆文件
用Phoenics軟件模擬庭院溫度場
用Phoenics軟件模擬庭院溫度場
Temperature field simulation to courtyard by Phoenics software
趙敬源 黃曼
摘 要：探索和營造結合自然和具有良好生態循環的人居環境,是目前建筑行業面臨的迫切任務.因此,非常需要以現代科學技術的觀點來定量研究優秀傳統民居的建筑經驗, 采用Phoenics軟件,對庭院內自然對流熱過程中的空氣流場和溫度場的三維時空分布做了模擬分析.經過對所選實測對象的典型個例模擬計算結果與測試結果的對比分析,證明采用該研究方法研究庭院內熱過程的基本規律和溫度的分層是基本可行的.通過計算程序的建立,可以方便地將庭院的研究結論轉化成簡單易用的設計資料,使其更具有實用性和參考性.
關鍵詞：Phoenics軟件;庭院式民居;數值模擬;溫度場;對比
分類號：TU-02 文獻標識碼：A
文章編號：1001-7569(2004)02-0011-04
基金項目：國家自然科學基金資助項目(59978039),長安大學青年科技發展基金(0305-1001)
作者簡介：趙敬源(1972-),女,河南南陽人,長安大學講師,博士研究生,主要從事建筑環境與城市環境研究.
作者單位：趙敬源（長安大學,建筑學院,陜西,西安,710061）
黃曼（長安大學,建筑學院,陜西,西安,710061）
參考文獻：
［1］趙敬源.庭院式民居夏季熱環境研究[J].西北建筑工程學院學報,2001,(1):8-11.
［2］陶文銓.數值傳熱學[M].西安:西安交通大學出版社,1988.
用Phoenics軟件模擬庭院溫度場.pdf
展開 基于XFlow的復合材料熱壓罐成型過程的溫度場模擬
熱固性樹脂基復合材料固化變形研究進展[J]. 宇航材料工藝，2006，36(S1)：7-11.
10. 張鋮. 大型復合材料結構熱壓罐工藝溫度場權衡設計[D]. 哈爾濱：哈爾濱工業大學，2009.
本文來自：索系統
