光熱力耦合分析的案例
基于comsol的脈沖激光光熱力分析
<h1><strong>基于comsol的脈沖激光光熱力分析</strong></h1><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/018b9a1c24074906a4e4e63b1e0694fa.gif" style="text-align: center">
<img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)" src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/018b9a1c24074906a4e4e63b1e0694fa.gif" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/018b9a1c24074906a4e4e63b1e0694fa.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/018b9a1c24074906a4e4e63b1e0694fa.gif?
展開 光波導耦合分析分析
光波導耦合分析
從集成光學到現代顯示技術，在如今各種應用中光波導結構起著重要作用。因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。 從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。 了解更多信息，請發送郵件至：support@infotek.com.cn / support@infocrops.com
展開 ABAQUS熱力耦合分析
在順序耦合分析中，單獨的分析類型可以充分利用自動時間增量步算法，以提高計算效率。 然而，在完全耦合的分析中，由于熱力相互作用使得上述方法的優勢大打折扣！
因此，完全的耦合分析只在必要時使用。相對而言，順序耦合分析或絕熱分析的計算效率更高。
（3） 絕熱分析
力學變形產生的局部熱量，由于歷時極短，可以忽略相應的熱傳導，此時可應用絕熱分析。這種分析中，所有升溫都局限于材料點處，且也只影響該點處的材料屬性。
這種分析稱為“絕熱(adiabatic)”，因為每個材料點與周圍環境似乎是完全隔熱的——所有生成的熱量都保存在生成點處。
給定的事件的發生足夠迅速，以滿足絕熱假定時，才可執行絕熱分析。可以通過下式進行判斷：
為熱量通過單元邊界傳導的近似時間。
絕熱分析中的熱應力可以考慮彈塑性材料，也可以考慮材料的率相關屬性，分析類型可以是靜態或動態的。絕熱分析輸出變量為積分點上的溫度，而不是節點上的溫度。
絕熱分析必須的材料選項為：
*ELASTIC *PLASTIC
*DENSITY *SPECIFIC HEAT *INELASTIC HEAT FRACTION
可選的材料行為包括：
*RATE DEPENDENT
*LATENT HEAT
ABAQUS熱力耦合分析1.pdf
展開 abaqus電池包熱力耦合分析（附CAE模型及分析流程） ￥88
電池包熱力耦合分析
本例展示基于熱-結構耦合的熱力耦合分析。
1 問題設定 一塊電池組，尺寸為 70mm x 175mm x 400mm。對模型進行適當簡化，保留主體電芯和 PC 部分，約束電池組底部 Z 方向，電芯部分給定生熱源，電池組外表面給定自然對流散熱 邊界條件，模擬電池組溫度變化和應力變化。 由于需要進行實時熱力耦合分析，因此電池，PC 材料等采用實體建模，設定相關的 coupling 耦合單元和 tie 約束，建立電芯和 PC 材料之間的接觸關系（包括熱接觸）。
2 分析過程 一般來說，針對熱力學問題，通常有順序耦合和完全耦合兩種方法。順序耦合是先進行 熱傳導分析，得到溫度分布結果，然后把溫度分布結果映射到結構分析模型上。 完全耦合 則是直接在 abaqus 中直接給建立的 coupled temp-displacement 分析步，完全實時同步計算 溫度變化和應力變化，并可考慮溫度和結構變形之間的互相影響。
2.1 有限元計算
2.1.1 幾何處理 在 CAD 軟件中進行簡單處理后，導入 Abaqus 中，需要對零件進行幾何清理和修復，刪 除不必要的細節特征。
2.1.2 賦予材料屬性 根據不同材料電池，PC 等賦予相應的材料參數，注意因為這里需要進行完全熱力耦合分析， 因此材料參數必須同時具有力學參數和熱學參數，包括：密度，彈性模量，泊松比，塑性曲 線，熱膨脹系數，熱導率，比熱等， 如下圖所示：
2.1.3 模型裝配 在 Abaqus 中裝配的模型，通在 CAD 軟件中裝配位置關系完全一致。如果在 CAD 軟件中 已經裝配即可。
展開 
有限元熱力耦合分析？
Abaqus運行后顯示User subroutine utemp is missing Abaqus/Standard Analysis exite 應該怎么解決
ABAQUS順序熱力耦合分析實例
7、 到此，熱分析的設置已經完成，可以提交計算，完成后，查看變量NT11即為節點溫度。
8、 接下來，在之前熱傳導的基礎上，進行熱應力分析。在模型樹中右鍵剛才的Model-1，copy，接下來的設置都在copy的新模型中進行相應的修改。9、 熱應力分析中，考慮到受熱膨脹，結構變形對應力的影響，因此需要設置膨脹系數，在材料屬性中添加Expansion，大小為1.62E-5。
10、把step有熱傳導分析步改為熱力耦合分析步。
11、 BC，熱力耦合需要重新考慮剛體位移的影響，選擇上下邊界的邊界，同時保持前一設置的溫度邊界不變。
12、單元類型同樣要更改為熱力耦合專用的單元（Coupled Temperature-Displacement），查看單元類型為CAX4T
13、 提交計算并查看結果。下圖為Mises應力圖，可以看到，由于左邊溫度高，因此產生的熱應力也相對較大。
ABAQUS順序熱力耦合分析實例.pdf
展開 螺栓失效的熱力耦合疲勞仿真分析
△圖7：實驗對比分析結果
經典案例
一、基于熱-力耦合分析的LNG低溫軟管內波紋管的疲勞性能研究
△圖8：軟管內波紋管的疲勞仿真
1、 波紋管熱-力耦合分析（輸送壓力載荷）
Goodman 公式轉換應力曲線的應力幅值：
2、 波紋管在常溫-低溫交變載荷作用下的疲勞性能
利用Basquin公式描述材料的S-N曲線，求在某一應力水平下的疲勞壽命：
3、聚焦波紋管的應力熱點區域，開展結構優化
基于Miner線性損傷累計理論，描述LNG低溫軟管內波紋管在壓力、常溫-低溫循環載荷符合作用下的損傷量：
二、循環載荷下柔性管線接頭鎧裝鋼絲粘結損傷分析
△圖9：鎧裝鋼絲與樹脂粘結有限元模型
1、 疲勞載荷下樹脂溫度的變化
△圖10：樹脂試樣表面溫度變化
2、 疲勞載荷下樹脂彈性模量的變化
△圖11：樹脂彈性模量隨溫度變化關系
3、 樹脂在循環載荷下的損傷累積
展開 ABAQUS制動盤熱力耦合分析（雙制動片） ￥3
網格及裝配結果：
網格的單元類型為C3D8T即溫度-位移耦合。
制動盤采用中性軸算法進行網格劃分。
求解器：
隱式溫度-位移耦合；打開幾何非線性開關
三種情況下打開非線性開關：幾何非線性（大變形）；材料非線性（非線性材料）；邊界非線性/狀態非線性（接觸）。
最大增量步數：1000；最大溫度變化范圍：10℃。
連接關系構建：
定義切向接觸的摩擦系數：0.1；法向接觸默認硬接觸；摩擦生熱的轉換系數默認為1。
主從面接觸選擇原則：主面選擇大面，從面選擇小面。
接觸狀態為正接觸。
約束：創建一個中心參考點并與制動盤的內孔面創建coupling耦合約束以此來實現后續制動盤轉動的定義。
邊界條件設定：
1.位移邊界條件：制動盤的轉動
2.載荷邊界條件：制動片對制動盤的壓力
3.預定義邊界條件：制動片與制動盤的初始溫度的設定
制動盤的溫度云圖
制動片的溫度云圖
下一帖預告：軋制/旋壓仿真。
展開 ABAQUS熱力耦合分析(火災試驗模擬)
<p><strong>0、分析方法簡介</strong></p><p><strong>順序熱力耦合—火災試驗最常用分析方法。</strong></p><p><strong>1、單位統一</strong></p><p>做熱力耦合，要統一好單位，不然很容易出錯。</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/202006/imgs/13c531bcd602468dae83523073c6d0c5"></p><p><strong>2、時間單位</strong></p><p>時間單位用min和s，注意Stefan-Boltzmann常數、對流換熱系數和導熱系數的換算。</p><p><strong>3、熱膨脹系數</strong></p><p>計算公式有2種，單位不一樣，注意單位的換算。
展開 攪拌摩擦焊接的熱力耦合分析模型
隨著數值模擬技術在攪拌摩擦焊接研究中的應用日益廣泛，對模型本身的準確程度要求越來越高，因而針對數值分析模型的研究顯得更有意義。通過分析攪拌摩擦焊接熱力耦合計算方面的相關資料，結合實際開展的攪拌摩擦焊接試驗以及試驗過程中對部分物理量的測量和分析，建立更加完善的攪拌摩擦焊接數值模擬模型。對生熱過程、材料模型、夾具約束以及攪拌頭機械載荷作用都進行細致分析和探討，在新模型中采用被焊材料的剪切極限作為生熱驅動力，考慮被焊材料的力學性能隨溫度和溫度歷史發生變化，建立夾具和試板之間的接觸關系，并在力學分析模型中將攪拌頭機械載荷簡化考慮。利用新建立的數值分析模型對鋁合金薄板攪拌摩擦焊接過程進行模擬，得到和試驗結果吻合較好的溫度場、殘余應力和變形結果。
攪拌摩擦焊接的熱力耦合分析模型.pdf
展開 熱力耦合分析技術及傳熱邊界條件
在金屬塑性成形模擬中，剛粘塑性有限元法采用增量變形分析逐步解出材料塑性變形的速度場、應變速率、應力場及應變場，而材料的溫度場則采用時間差分格式逐步積分得到。這樣可以在某一瞬間分別計算材料的變形和溫度，然后借助本構關系，將變形和傳熱的相互影響同時考慮，則可實現塑性成形過程的熱力耦合分析。目前常用的熱力耦合常用方法有兩種：一是N.Reblo和S.Kobayashi所提出的增量區間的耦合迭代法，另一種是準靜態迭代法，即在實施耦合分析時，將速度場的計算和溫度場的計算視為兩個獨立的子系統進行求解。其中變形對溫度的影響是將內熱產生的熱流矢量加入求解方程中，而溫度對變形的影響是通過溫度對流動應力的影響加以考慮。耦合迭代法的特點是耦合度高，求解精度也高，但是其求解過程復雜，并且編程也較為麻煩。與耦合迭代法相比，準靜態迭代法求解溫度場時可以避開計算溫度對時間的導數，簡化了計算過程。并且由于溫度計算沒有采用與速度同時迭代求解，變形過程的耦合計算程序編制也較為簡單。再者計算精度也和耦合迭代法相同。ABAQUS采用的就是準靜態迭代法。
展開 
剎車盤鼓熱力耦合分析--ADINA
ADINA-TMC 主要用于全耦合熱-力問題。對于這類問題，熱分析結果影響結構，特別是材料力學性能參數和熱應變，反之，結構計算結果如變形也影響傳熱計算，主要體現在接觸邊界改變、塑性變形生成熱和邊界摩擦生成熱。特別適于分析剎車盤鼓，車輪地面作用模擬，車輪、鐵軌之間的熱力耦合模擬，金屬材料成形模擬等。
熱-力問題能夠考慮下列影響因素：
· 材料塑性變形引起的內部熱生成 · 接觸物體之間的熱交換
· 接觸面之間摩擦引起的表面熱生成。
下面的動畫說明了某一熱-力問題耦合分析示例，該問題中涉及到接觸物體之間的熱交換和接觸面之間摩擦引起的表面熱生成。其中云圖為溫度分布。
剎車盤鼓熱力耦合分析
展開 ABAQUS構件熱力耦合分析
<p><strong>建模問題：</strong></p><p>1、本構的計算（熱工參數、高溫下、高溫后鋼筋和混凝土）</p><p>2、順序熱力耦合方法（溫度場、熱力分析）</p><p>3、火災下和火災后的不同之處</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202006/44912a99e27e439ab4e68a657a11c465.jpg" alt="000.jpg"></p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202006/997ad5d68f5a465e865f964e5a8c41fa.jpg" alt="2222.jpg"></p><p><br></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202006/15fbec100e1349c28c6d62106d3662d6.png" title="111.png" alt="111.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com
展開 熱力耦合分析單元簡介
SOLID5－三維耦合場實體
具有三維磁場、溫度場、電場、壓電場和結構場之間有限耦合的功能。本單元由8個節點定義，每個節點有6個自由度。在靜態磁場分析中，可以使用標量勢公式（對于簡化的RSP，微分的DSP，通用的GSP）。在結構和壓電分析中，具有大變形的應力鋼化功能。與其相似的耦合場單元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。
INFIN9－二維無限邊界
用于模擬一個二維無界問題的開放邊界。具有兩個節點，每個節點上帶有磁向量勢或溫度自由度。所依附的單元類型可以為PLANE13和PLANE53磁單元，或PLANE55和PLANE77和PLANE35熱單元。使用磁自由度（ＡＺ）時，分析可以是線性的也可以是非線性的，靜態的或動態的。使用熱自由度時，只能進行線性穩態分析。
PLANE13－二維耦合場實體
具有二維磁場、溫度場、電場和結構場之間有限耦合的功能。由4個節點定義，每個節點可達到4個自由度。具有非線性磁場功能，可用于模擬B－H曲線和永久磁鐵去磁曲線。具有大變形和應力鋼化功能。當用于純結構分析時，具有大變形功能，相似的耦合場單元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。
LINK31－輻射線單元
用于模擬空間兩點間輻射熱流率的單軸單元。每個節點有一個自由度。可用于二維（平面或軸對稱）或三維的、穩態的或瞬態的熱分析問題。
允許形狀因子和面積分別乘以溫度的經驗公式是有效的。發射率可與溫度相關。如果包含熱輻射單元的模型還需要進行結構分析，輻射單元應當被一個等效的或（空）結構單元所代替。
LINK32－二維傳導桿
用于兩節點間熱傳導的單軸單元。該單元每個節點只有一個溫度自由度。可用于二維（平面或軸對稱）穩態或瞬態的熱分析問題。
如果包含熱傳導桿單元的模型還需進行結構分析，該單元可被一個等效的結構單元所代替。
展開 [NEWSLETTER] 光波導耦合分析
因此，所有基于光波導的應用中，將光耦合出或耦合入光波導是關注的問題。這些任務通常用衍射光柵實現，因為它們可以使用現代制造技術與光波導集成。在VirtualLab Fusion中，可以使用傅立葉模態法（FMM）嚴格計算耦合效率。例如，我們分析了幾個選定的傾斜光柵，模擬結果與文獻中的結果吻合地很好。
從文獻中選擇不同傾斜光柵幾何結構，具有不同傾斜角度、填充因子和調制深度。，用傅立葉模態法（FMM）計算衍射效率。
用于光波導耦合光柵評估的自定義探測器
我們提供了一種自定義的探測器，可以在用戶定義的入射角范圍內計算光柵衍射效率，并給出效率的平均值和對比度。
展開 