熱應(yīng)力仿真的案例
Workbench瞬態(tài)熱應(yīng)力仿真
Workbench除了做穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力變形，還可以做瞬態(tài)熱應(yīng)力變形。熱雙金有兩個(gè)熱膨脹系數(shù)不同的金屬組成，熱膨脹系數(shù)越大，其為主動(dòng)層，帶動(dòng)被動(dòng)層受熱彎曲。
通過(guò)workbench瞬態(tài)熱模塊和瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊可模擬該類(lèi)情景。若考慮空氣對(duì)流對(duì)熱雙金表面溫度分布的影響，可使用Fluent與瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊進(jìn)行熱應(yīng)力仿真。Workbench仿真搭建流程如下所示，
現(xiàn)假設(shè)兩個(gè)熱雙金體功耗不同，主動(dòng)層更大，在Fluent計(jì)算熱雙金瞬態(tài)溫度分布；接著將結(jié)果導(dǎo)入到瞬態(tài)結(jié)構(gòu)模塊；最后設(shè)置約束，這樣搭建完整的瞬態(tài)熱應(yīng)力仿真操作流程。
1-120s的仿真結(jié)果如下圖所示
僅為演示，提供一定參考意義。
展開(kāi) 干貨 | ANSYS激光焊接過(guò)程熱應(yīng)力仿真應(yīng)用
移動(dòng)熱源載荷施加
對(duì)流邊界條件
求解可知，激光焊接過(guò)程的溫度分布以及大于500度以上的熱影響區(qū)域如下圖所示。
激光焊接過(guò)程的溫度分布
大于500度以上的熱影響區(qū)域
2.激光焊過(guò)程熱應(yīng)力分析
進(jìn)行瞬態(tài)熱分析—靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析的順序耦合分析，將瞬態(tài)熱分析獲得的溫度分布數(shù)據(jù)，傳遞到結(jié)構(gòu)模塊模擬激光焊接過(guò)程的熱翹曲、熱變形現(xiàn)象。
激光焊接熱應(yīng)力仿真流程
支撐條件與溫度導(dǎo)入如下：
溫度數(shù)據(jù)導(dǎo)入
應(yīng)力與接觸狀態(tài)（焊接緊固狀態(tài)）變化如下：
結(jié)構(gòu)應(yīng)力與焊接緊固狀態(tài)
3.總結(jié)
ANSYS Workbench界面可以很方便的進(jìn)行移動(dòng)熱源瞬態(tài)熱分析，可以考慮實(shí)際焊接過(guò)程中結(jié)構(gòu)連接狀態(tài)與高溫融合等因素的影響，解決焊接過(guò)程的溫度場(chǎng)與熱應(yīng)力計(jì)算，為設(shè)計(jì)和工藝提供可靠的數(shù)據(jù)參考。
展開(kāi) PCB及封裝結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力協(xié)同仿真新功能及應(yīng)用實(shí)例培訓(xùn)
PCB及封裝結(jié)構(gòu)熱應(yīng)力協(xié)同仿真新功能及應(yīng)用實(shí)例，時(shí)間：2017年6月21日，晚上8:00： http://event.31huiyi.com/615702442
基于ANSYS Workbench的噴管熱應(yīng)力分析
通過(guò)對(duì)噴管熱應(yīng)力的分析，首先進(jìn)行流固耦合分析，得到噴管整體結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)分析，看到噴管的溫度場(chǎng)在轉(zhuǎn)動(dòng)板稍微向上的外殼附近存在著明顯的溫度梯度，熱應(yīng)力的產(chǎn)生來(lái)源一種是結(jié)構(gòu)中存在著明顯的溫度梯度，另外就是在結(jié)構(gòu)約束的地方存在熱應(yīng)力。一般而言，溫度梯度越大，約束越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力值則越大，按照線彈性理論分析，則會(huì)出現(xiàn)有些結(jié)構(gòu)部件會(huì)失效的情況，然而這與實(shí)際情況不符合，因此需要對(duì)噴管結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析進(jìn)行彈塑性本構(gòu)材料的熱應(yīng)力分析，彈塑性材料的熱應(yīng)力分析結(jié)果表明，噴管在溫度梯度大的地方，以及在溫度梯度較大并存在約束的地方的等效熱應(yīng)力值超過(guò)了材料的屈服極限，但是小于材料的抗拉強(qiáng)度，說(shuō)明噴管結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性變形區(qū)，結(jié)構(gòu)并沒(méi)有發(fā)生破壞。并且分三種模型分別考慮溫度場(chǎng)和考慮溫度場(chǎng)及氣動(dòng)載荷共同作用下的仿真，仿真結(jié)果表明，導(dǎo)流板的下移之后，噴管結(jié)構(gòu)的溫度場(chǎng)有一定的下降，并且考慮彈塑性熱應(yīng)力仿真分析表明，隨著溫度場(chǎng)的下降，結(jié)構(gòu)的彈性等效應(yīng)力下降。在原始模型和下降2mm的模型仿真后噴管在氣動(dòng)載荷和溫度載荷作用下結(jié)構(gòu)的最大位移出現(xiàn)在導(dǎo)流板上，而導(dǎo)流板下降4mm后的仿真表明，結(jié)構(gòu)的最大位移還是受溫度場(chǎng)的影響明顯，出現(xiàn)在噴管外側(cè)板的頂端，導(dǎo)流板處的位移變形也較明顯，最大為8.5mm。由于噴管局部進(jìn)行塑性區(qū)域，就需要考慮多次工作情況下，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析。或者對(duì)噴管承受熱應(yīng)力較大的區(qū)域，設(shè)置熱防護(hù)層或者其他措施，以降低該區(qū)域的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)提高噴管運(yùn)行時(shí)可靠性設(shè)計(jì)的要求。
展開(kāi) 
零基礎(chǔ)能學(xué)Ansys熱應(yīng)力分析嗎？技術(shù)鄰打破學(xué)習(xí)壁壘輕松入門(mén)
零基礎(chǔ)也能高效掌握Ansys熱應(yīng)力分析，技術(shù)鄰?fù)ㄟ^(guò)“低門(mén)檻準(zhǔn)入+拆解式教學(xué)+全流程保障”，讓新手1-2周上手實(shí)戰(zhàn)，已幫助500+企業(yè)零基礎(chǔ)工程師實(shí)現(xiàn)技能突破，學(xué)員獨(dú)立完成仿真項(xiàng)目的平均周期從1.5個(gè)月縮短至2周。
“沒(méi)接觸過(guò)有限元理論，怕聽(tīng)不懂公式推導(dǎo)”“只會(huì)打開(kāi)Ansys軟件畫(huà)簡(jiǎn)單模型，不知道怎么開(kāi)展熱應(yīng)力分析”“擔(dān)心課程太復(fù)雜，學(xué)完還是不會(huì)做自己的項(xiàng)目”——這是絕大多數(shù)零基礎(chǔ)學(xué)習(xí)者面對(duì)Ansys熱應(yīng)力分析時(shí)的普遍顧慮。但事實(shí)上，基礎(chǔ)薄弱絕非學(xué)習(xí)的“攔路虎”，技術(shù)鄰深耕工業(yè)仿真培訓(xùn)8年，針對(duì)零基礎(chǔ)群體的學(xué)習(xí)痛點(diǎn)，量身打造了Ansys熱應(yīng)力定制培訓(xùn)體系，大幅降低準(zhǔn)入門(mén)檻：只要對(duì)Ansys軟件有初步認(rèn)知（比如會(huì)新建模型、導(dǎo)入簡(jiǎn)單零件），或了解“溫度梯度”“應(yīng)力”等基本工程概念，無(wú)需掌握高深理論，就能順利開(kāi)啟學(xué)習(xí)，徹底打消“沒(méi)基礎(chǔ)學(xué)不會(huì)”的顧慮。
不同于普通課程“先講三個(gè)月理論、再練無(wú)關(guān)通用案例”的枯燥模式，技術(shù)鄰?fù)耆^(guò)晦澀的有限元公式推導(dǎo)，從企業(yè)實(shí)際工程需求出發(fā)，用“可落地的操作步驟”替代“抽象的學(xué)術(shù)概念”，讓零基礎(chǔ)學(xué)員無(wú)需背負(fù)知識(shí)包袱，直接進(jìn)入實(shí)戰(zhàn)環(huán)節(jié)。講解核心知識(shí)點(diǎn)時(shí)，講師全程結(jié)合真實(shí)行業(yè)案例舉例，避免抽象表述：比如介紹“瞬態(tài)熱應(yīng)力與穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力”的區(qū)別時(shí)，不會(huì)單純講解“時(shí)間依賴(lài)性”理論，而是通過(guò)“汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)（溫度快速變化，需瞬態(tài)分析）”與“發(fā)動(dòng)機(jī)持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)（溫度穩(wěn)定，用穩(wěn)態(tài)分析）”的場(chǎng)景對(duì)比，搭配溫度場(chǎng)云圖動(dòng)態(tài)演示，讓學(xué)員瞬間理解兩種分析類(lèi)型的適用場(chǎng)景；講解“熱膨脹系數(shù)對(duì)熱應(yīng)力的影響”時(shí)，會(huì)以“鋼質(zhì)散熱板與鋁合金電芯的熱應(yīng)力匹配”為例，通過(guò)仿真結(jié)果對(duì)比，直觀展示“熱膨脹系數(shù)差異1.8倍會(huì)導(dǎo)致接觸應(yīng)力升高至180MPa”，讓抽象參數(shù)與實(shí)際影響建立關(guān)聯(lián)。
展開(kāi) 基于ABAQUS剎車(chē)盤(pán)制動(dòng)熱應(yīng)力分析
本案例目的在于如何在ABAQUS中實(shí)現(xiàn)剎車(chē)盤(pán)制動(dòng)熱應(yīng)力簡(jiǎn)單仿真分析，類(lèi)似的案例在技術(shù)鄰中有不少，寫(xiě)這個(gè)帖子的目的在于討論整個(gè)仿真過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及如何去解決。本案例的幾個(gè)難點(diǎn)：材料參數(shù)的設(shè)置，約束和加載，接觸的定義。在這里重點(diǎn)討論接觸的定義，以及在接觸設(shè)置中存在的問(wèn)題。
本案例的討論將持續(xù)完善！對(duì)本案例感興趣的朋友，麻煩點(diǎn)個(gè)贊，并在下方留下你的郵箱，集滿40個(gè)贊，模型將統(tǒng)一發(fā)到各位的郵箱，謝謝！
ABAQUS中B31焊點(diǎn)創(chuàng)建：紅色圓圈處是為了創(chuàng)建的焊點(diǎn)（首先沿著B(niǎo)31單元的方向，在最近的殼單元上獲得一個(gè)投影點(diǎn)（projectpoint);然后在投影點(diǎn)與B31單元的節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)一個(gè)剛性梁?jiǎn)卧?rigidbeam)連接，從而將投影點(diǎn)的位移、力和力矩傳遞到B31單元的節(jié)點(diǎn)。）
幾種焊點(diǎn)分析對(duì)比：
展開(kāi) AnsysWB-基于熱循環(huán)載荷的焊球熱應(yīng)力仿真 ￥15
由于反復(fù)接通和斷開(kāi)電源，微電子元件受
</div><div contenteditable="false" width="100%">
到熱循環(huán)的作用，因此，焊點(diǎn)處出現(xiàn)裂紋，斷開(kāi)了芯片與印刷電路板的連接，從而導(dǎo)
</div><div contenteditable="false" width="100%">
致故障。
</div><p>本例基于 “非線性結(jié)構(gòu)材料模塊”中的模型 “黏塑性焊點(diǎn)”。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png?
展開(kāi) 熱應(yīng)力仿真案例分享
仿真軟件可以幫助我們理解和優(yōu)化組件設(shè)計(jì)。任何一個(gè)仿真都需要基于實(shí)際應(yīng)用建立模型。建模使我們能夠足夠詳細(xì)地表征真實(shí)的現(xiàn)象，從而獲得特定應(yīng)用或組件的相關(guān)信息。本文將分享一個(gè) COMSOL 案例庫(kù)中的模型：渦輪靜葉片的熱應(yīng)力分析，并研究其中非常重要的熱傳導(dǎo)和熱應(yīng)力的影響。
高效的傳熱仿真
為了快速計(jì)算，我們可以預(yù)先定義渦輪靜葉片模型的傳熱，但并不具體求解。請(qǐng)注意，這里介紹的模擬標(biāo)準(zhǔn)可以是研究的最終目標(biāo)，也可以作為了解模型概況和驗(yàn)證所有設(shè)置是否一致的第一步。無(wú)論哪種情況，我都建議從建立簡(jiǎn)單的模型開(kāi)始，在這個(gè)過(guò)程中可以通過(guò)設(shè)置不同的參數(shù)來(lái)輕松驗(yàn)證模型行為。此外，如果不需要幾個(gè)小時(shí)或好幾天才能獲得模擬結(jié)果，效果會(huì)更好。(這種計(jì)算只應(yīng)在經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的初始模型作為實(shí)際生產(chǎn)前的最終模型進(jìn)行仿真時(shí)，或?yàn)榇_保質(zhì)量的最終模擬時(shí)運(yùn)行)。
靜葉片的幾何結(jié)構(gòu)，包括安裝細(xì)節(jié)、葉片及葉片內(nèi)的冷卻管道。
模擬渦輪靜葉片的熱應(yīng)力
讓我們以
渦輪靜葉片熱應(yīng)力分析模型
為例，來(lái)說(shuō)明如何通過(guò)定義各種模擬細(xì)節(jié)來(lái)建立一個(gè)高效但仍能確保準(zhǔn)確性的模型。在這個(gè)案例模型中，定子由葉片內(nèi)的一根導(dǎo)管組成，流體通過(guò)導(dǎo)管流經(jīng)定子進(jìn)而冷卻結(jié)構(gòu)。由于靜葉片的速度很高，周?chē)h(huán)境和定子表面之間的熱量也會(huì)大量傳遞。
加快模型計(jì)算的關(guān)鍵是使用平均努塞爾數(shù)相關(guān)性，而不是通過(guò)模擬管道和葉片周?chē)膹?fù)雜流動(dòng)來(lái)估算流體和結(jié)構(gòu)之間的傳熱系數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或文獻(xiàn)查閱，可以找到能夠很好地反映熱交換過(guò)程的平均努塞爾數(shù)相關(guān)性。
預(yù)定義和用戶定義表達(dá)式
在靜葉片模型中，一些熱交換系數(shù)是利用經(jīng)典條件建立的，而模型的一些部分并不適合任何一個(gè)經(jīng)典的設(shè)置。因此，這部分需要經(jīng)過(guò)模擬條件驗(yàn)證的定制公式。對(duì)于經(jīng)典條件，
傳熱模塊
提供了預(yù)定義的相關(guān)關(guān)系。
展開(kāi) CAE仿真對(duì)汽車(chē)零部件的仿真分析（二）離合器熱應(yīng)力分析
汽車(chē)離合器的熱應(yīng)力和熱變形是汽車(chē)行業(yè)在可靠性設(shè)計(jì)中所關(guān)心的最基本的問(wèn)題，通過(guò)CAE仿真指出汽車(chē)在高溫和相互作用力的條件下產(chǎn)生的集中應(yīng)力和變形等。仿真數(shù)據(jù)為汽車(chē)離合器產(chǎn)品的全生命周期設(shè)計(jì)和評(píng)估提供重要的參考依據(jù)，在汽車(chē)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中提高可靠性、降低產(chǎn)品的損壞率、壓縮成本方面起到了顯著的作用。下面我們通過(guò)一個(gè)案例對(duì)汽車(chē)離合器熱應(yīng)力進(jìn)行分析。
案例分析工況：
將壓盤(pán)和摩擦片之間連接簡(jiǎn)化成綁定，兩個(gè)摩擦片的金屬部分螺栓連接簡(jiǎn)化為耦合連接，摩擦片金屬部分和從動(dòng)軸之間的螺栓連接簡(jiǎn)化成耦合連接，固定住耦合點(diǎn)。將整個(gè)模型由初始溫度20℃升溫到120℃，計(jì)算升溫后模型各部件的熱應(yīng)力和變形情況。
分析結(jié)果—應(yīng)力云圖：
從結(jié)果云圖上看，受熱之后，壓盤(pán)熱應(yīng)力最大位置位于壓盤(pán)前表面，摩擦片最大熱應(yīng)力位于兩摩擦片之間的面。
分析結(jié)果—變形量云圖：
從結(jié)果云圖上看，位移變形量較大的地方發(fā)生在壓盤(pán)邊緣，最大變形量為0.04595mm。
分析結(jié)果-位移變形云圖-X方向：
分析結(jié)果-位移變形云圖-Y方向：
分析結(jié)果-位移變形云圖-Z方向：
結(jié)果匯總：
摩擦片和壓盤(pán)最大熱應(yīng)力以及熱變形總結(jié)如下表。
總結(jié)：
通過(guò)對(duì)汽車(chē)離合器拉力強(qiáng)度分析，我們可以看出合理運(yùn)用CAE仿真技術(shù)，可以有效的解決汽車(chē)研發(fā)過(guò)程中一些技術(shù)上的難點(diǎn)和問(wèn)題，縮短研發(fā)周期從而提升產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
展開(kāi) 膠熱固殘余應(yīng)力仿真
各位大佬，怎么使用abqus仿真膠熱固過(guò)程產(chǎn)生的殘余應(yīng)力
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應(yīng)力仿真) ￥10
產(chǎn)生的熱量使工件材料熱軟化。工具的移動(dòng)使軟化的工件材料從前部流向工具后部并在此處凝固。隨著冷卻，兩塊板之間形成一個(gè)連續(xù)的固體焊縫。整個(gè)過(guò)程中不會(huì)發(fā)生熔化，產(chǎn)生的溫度始終低于所連接金屬的固相線溫度。攪拌摩擦焊相較于傳統(tǒng)焊接技術(shù)具有諸多優(yōu)勢(shì)，并已在航空航天、汽車(chē)和造船等行業(yè)成功應(yīng)用。
在攪拌摩擦焊過(guò)程中，熱行為和機(jī)械行為是相互依存的。由于溫度場(chǎng)會(huì)影響應(yīng)力分布，因此本示例采用了一個(gè)完全熱機(jī)械耦合模型。該模型由具有結(jié)構(gòu)和熱自由度的耦合場(chǎng)實(shí)體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個(gè)圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機(jī)械和熱邊界條件。模擬分三個(gè)載荷步進(jìn)行，分別代表過(guò)程中的壓入、停留和移動(dòng)階段。
計(jì)算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產(chǎn)生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規(guī)定了一個(gè)粘結(jié)溫度，以此來(lái)模擬工具后面的焊接過(guò)程。當(dāng)接觸表面的溫度超過(guò)這個(gè)粘結(jié)溫度時(shí)，接觸狀態(tài)就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檎辰Y(jié)狀態(tài)
展開(kāi) 
AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真 ￥15
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱(chēng)為蠕變的變形。
5_APDL基礎(chǔ)及仿真理論-熱應(yīng)力分析
熱應(yīng)力分析
!學(xué)習(xí)重點(diǎn)：
!1、 理解熱力耦合的直接法和間接法
!間接法：先進(jìn)行熱分析，然后將求得的節(jié)點(diǎn)溫度作為載荷施加到結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析中。
!直接法：直接采用具有溫度和位移自由度的耦合單元，同時(shí)得到熱分析和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析的結(jié)果。直接法又分弱耦合和強(qiáng)耦合選擇強(qiáng)耦合時(shí)，形成不對(duì)稱(chēng)矩陣，線性系統(tǒng)可以直接求解。選擇弱耦合時(shí)，對(duì)稱(chēng)矩陣，還是把熱和結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行求解，并將熱結(jié)果施加在結(jié)構(gòu)上，是間接法的變形，至少經(jīng)過(guò)兩次迭代。弱耦合可以保證精度。
!2、如何利用坐標(biāo)值來(lái)選擇單元或幾何。熟練應(yīng)用nsel，lsel，asel命令。選擇不同的單元，指定不同單元類(lèi)型，或者材料屬性
!3、后處理強(qiáng)度理論的理解。不同的材料可以發(fā)生不同形式的失效。而且同一種材料在不同的受力狀態(tài)下，也可以發(fā)生不同的失效模式。如碳鋼單向拉伸，以屈服模式失效。但制成螺釘時(shí)，其根部應(yīng)力集中引起三向拉伸，會(huì)出現(xiàn)斷裂。鑄鐵單向拉伸斷裂失效，但是鋼球擠壓鑄鐵板時(shí)，接觸點(diǎn)三向受壓狀態(tài)，鑄鐵出現(xiàn)屈服。無(wú)論脆性還是塑性材料，在三向拉應(yīng)力相近時(shí)應(yīng)用第一強(qiáng)度理論（最大拉應(yīng)力），以斷裂失效判定。在三向壓應(yīng)力相近時(shí)，都會(huì)引起塑性變形，采用第三或第四強(qiáng)度理論。
！第三強(qiáng)度理論，最大切應(yīng)力理論。各向同性的材料，最大剪應(yīng)力校核，適用于塑性材料，屈服失效。偏保守。σ1-σ3≤ [σ]。莫爾強(qiáng)度理論可以看做第三強(qiáng)度理論的推廣，但是實(shí)際上莫爾強(qiáng)度理論以試驗(yàn)資料為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)邏輯綜合得到的。
！第四強(qiáng)度理論，最大形狀改變比能理論，適用于塑性材料的屈服失效，比第三理論適用范圍廣。Squa{1/2*[ (σ1-σ2)^2 + (σ2-σ3)^2 +(σ3-σ1)^2 ] } ≤ [σ]
!案例如下：
! 某液體管路內(nèi)部通有液體，外部包有保溫層，保溫層與空氣接觸，結(jié)構(gòu)如圖2.1所示。
展開(kāi) 基于內(nèi)部通道冷卻的渦輪葉片熱應(yīng)力仿真 ￥5
由于刀片中的溫度梯度， 會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致葉片失效。
在典型的熱應(yīng)力分析中，溫度被計(jì)算出來(lái)，然后應(yīng)用為 應(yīng)力分析的荷載條件。雖然可以解決 溫度通過(guò)對(duì)共軛傳熱進(jìn)行建模 計(jì)算流體動(dòng)力學(xué) （CFD） 代碼，它需要大量的 計(jì)算資源。CFD 的降階模型，假設(shè)一維流 通過(guò)孔，可以提供一種廉價(jià)的解決方案，而不會(huì)造成重大損失 準(zhǔn)確性。由于通過(guò)冷卻孔的質(zhì)量流量是已知的，因此經(jīng)驗(yàn) 薄膜系數(shù)的關(guān)系可用于模擬來(lái)自 刀片到流體。
裝配體熱應(yīng)力仿真分析建模的技巧與竅門(mén)
準(zhǔn)確預(yù)測(cè)由不同材料構(gòu)成組件中的熱應(yīng)力是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的分析問(wèn)題。熱致應(yīng)力由溫度梯度、支撐以及當(dāng)連接材料具有不同熱膨脹系數(shù)（CTE）時(shí)產(chǎn)生。對(duì)于CTE不匹配的情況，即使溫度均勻，也會(huì)導(dǎo)致熱應(yīng)變的差異，從而引發(fā)機(jī)械應(yīng)變和應(yīng)力。針對(duì)這些連接的建模假設(shè)會(huì)對(duì)局部應(yīng)力產(chǎn)生重大影響。在對(duì)這類(lèi)組件進(jìn)行建模之前，仿真工程師必須回答的第一個(gè)問(wèn)題是：是什么使部件保持在一起？是通過(guò)膠粘劑、焊接等形成的實(shí)際粘結(jié)，還是螺栓或彈簧提供的機(jī)械支撐？連接是否可以被假定為粘結(jié)，或者這是一個(gè)組件的裝配，其中各個(gè)部件可以自由滑動(dòng)或分離？
從有限元分析（FEA）的角度來(lái)看，建模設(shè)置可以是貫穿式網(wǎng)格、粘結(jié)、無(wú)分離或摩擦接觸。這些不同的建模過(guò)程中的每一種在應(yīng)力報(bào)告的準(zhǔn)確性和數(shù)值收斂性方面都會(huì)帶來(lái)數(shù)值方面的挑戰(zhàn)。膠粘劑或焊接材料的建模可能會(huì)被包含在模擬中，當(dāng)這些連接件被忽略時(shí)，簡(jiǎn)化的假設(shè)可能會(huì)產(chǎn)生數(shù)值誘導(dǎo)的應(yīng)力奇異。
為了更好地理解這些假設(shè)，本文提供了一系列對(duì)比連接模擬的結(jié)果，以幫助量化它們對(duì)界面材料應(yīng)力的相對(duì)影響。圖1展示了一個(gè)由多種具有不同熱膨脹系數(shù)的材料組成的螺栓法蘭連接的1/2對(duì)稱(chēng)截面。該幾何形狀包括一層薄薄的軟材料和一層熱膨脹系數(shù)是與之配合的鋁制蓋板的2.5倍的熱不匹配材料。對(duì)于需要機(jī)械抵抗分離的特定情況，加載條件包括260攝氏度的均勻溫度和500磅的螺栓預(yù)緊力。
圖1不同熱膨脹系數(shù)的法蘭連接裝配體
貫穿式網(wǎng)格被用于定義與軟層的頂部和底部界面。這種軟界面層的熱不匹配會(huì)引起機(jī)械應(yīng)變，但由于該材料的低剛度，不會(huì)產(chǎn)生顯著的應(yīng)力。螺栓頭和螺母與兩個(gè)鋁制部件粘結(jié)在一起，這也會(huì)引起局部應(yīng)力集中，但在本研究中被忽略。這些模擬中的研究區(qū)域是熱不匹配材料與下部鋁制蓋板之間的界面，如圖1所示。
表1總結(jié)了九種不同的模擬，比較了作為該界面建模函數(shù)的名義應(yīng)力和峰值應(yīng)力。
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