熱固化模擬的案例
abaqus碳纖維復合材料熱固化模擬-球形件模型 ￥400
abaqus碳纖維復合材料熱固化模擬，球形件模型，chile模型，內附inp，CAE，ODB模型
基于Abaqus的復合材料固化成型過程中的熱-固化數值模擬 ￥99
復合材料固化成型過程中，許多材料參數都是與溫度場及固化度相關的，因此模擬復合材料固化成型時首先需要知道溫度場和固化度的變化情況。
溫度和固化度這兩部分是相互耦合的，復合材料固化過程的熱傳導需要考慮固化放熱的影響
式中，ρc為復合材料密度；Cc為復合材料比熱容，λ為導熱系數，T為溫度，t為時間；Q為熱生成率
式中，ρr為樹脂密度；Vf為纖維體積分數；Hr為樹脂放熱；α為固化度；固化反應速率
其中
式中，K為自催化模型反應速率常數；A為頻率因子；ΔE為活化能；R為理想氣體常數。
數值模擬過程中主要用到SDVINI、FILM、DISP、HETVAL及USDFLD子程序。
1) SDVINI和USDFLD子程序主要用來定義初始狀態變量，并且兩者可以互相替代。
2) FILM子程序用來定義熱傳導第三類邊界條件中的對流換熱系數和環境溫度。
3) DISP用來定義熱傳導第一類邊界條件，當熱交換系數非常大時，DISP和FILM定義的邊界效果相近。
4) HETVAL用來定義材料內部產生的熱量，該程序是連接熱傳導和固化動力學方程的關鍵。
使用的材料屬性見下表
仿真得到的固化度和溫度變化結果見下圖
[1]丁安心. 熱固性樹脂基復合材料固化變形數值模擬和理論研究[D].
[2]喬巍,姚衛星,馬銘澤.復合材料殘余應力和固化變形數值模擬及本構模型評價[J].材料導報,2019,33(24):4193-4198.
考慮粘彈性本構的固化仿真http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1283755
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附件中為子程序和inp文件
展開 熱固性酚醛樹脂的固化速度與性能
制備一階樹脂的醛/酚的最高比例(摩爾比)可達1.5：1，此時固化樹脂的物理性能也達最高值。一階熱固性酚醛樹脂可以在加熱條件下固化，也可以在酸性條件下固化。
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</figure><p>abaqus纖維復合材料V型件熱固化模型，chile子程序，內附CAE，inp及ODB文件，chile模型，操作步驟詳解</p>
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全面解讀碳纖維復合材料感應熱固化技術
其中，目前碳纖維復合材料基體樹脂熱固化時間長、速度慢、溫度不均勻等缺點，是人們認為需要改進的一個很重要的技術點。
現在對碳纖維復合材料樹脂固化加熱方式，主要分兩種。一種是電阻加熱，這種加熱效率非常低，加熱的時候通常需要很長時間，所以設備占用時間長，生產周期長，成本自然而然會很高。
第二種加熱方式是感應加熱，主要利用交流電通過線圈產生磁場，在電磁作用下進行加熱，類似于家庭中應用的微波爐或者電磁爐。這種加熱方式優點是加熱效率高，能量損耗低，加熱快，與被加熱物體不用接觸，不會受到物體形狀的限制。
但是第二種缺點也很明顯，因為是電磁產生熱量，所以要求被加熱物體具有導電性。所以通常是加鐵粉來解決，但是很容易產生溫度不均勻的問題。限制了在大尺寸部件中的應用。
Corebon技術
Corebon公司開發了一種新型加熱裝置，來解決上述問題。主要就是利用感應加熱線圈，在模壓機的模具表面形成局部高溫，然后利用這個高溫表面在與碳纖維預浸料接觸時，進行加熱。
因為是局部高溫，所以加熱效率會很高，加熱速度也會很快，樹脂固化完冷卻速度也會很快。其次，采用接觸面傳遞熱量，而不是在樹脂中添加導電材料，保證了碳纖維復合材料的完整性。
這種加熱方式，具有快速、高效、可控等優點。據Corebon公司介紹這種加熱工藝，比傳統加熱工藝速度快10倍，模具比傳統模具輕20倍，能量節省95%，溫度更均勻。
碳纖維軸的感應加熱使溫度更均勻
其專利工藝基于感應熱處理，使Corebon能夠以比現有方法更快的速度生產出碳纖維部件。此外，生產出的碳纖維部件的質量也得以提升，而且生產過程中的能量消耗也相當低。
斯堪尼亞Growth Capital管理公司合伙人Christian Zeuchner表示：“Corebon在碳纖維部件生產方面，研發了一種真正具有突破性的方法。
展開 基于Abaqus的復合材料固化仿真模擬
STATEV的用法可以分為兩部分：一方面用于定義固化率（固化度的變化率），以表征材料的固化動力學方程；另一方面用作子程序間傳遞的媒介，上述子程序中對STATEV的更新（涉及固化度、熱膨脹系數等）都將被傳遞到HETVAL中。
USDFLD子程序簡介
在復合材料固化模擬中，通常子程序USDFLD用來表征固化過程中的固化度場。通過定義變量FIELD來表征每個增量步中每個積分點上固化度的值；通過定義變量STATEV與其他子程序如Hetval傳遞數據。在初始載荷步中固化度不能定義為0，通常命令STATEV(1)為一個很小的值。
纖維體積分數對樹脂放熱、固化收縮、殘余應力有一定的影響，纖維體積分數的變化主要發生在樹脂流動-壓實過程中，但是許多仿真模型忽略了樹脂的流動-壓實行為，將纖維體積分數視作常數。樹脂流動-壓實行為可被視做多孔介質飽和流問題，基于Darcy定律和有效應力原理可推導出其控制方程。
復合材料的熱脹冷縮效應、樹脂化學收縮效應及模具作用等是構件內部產生殘余應力的主要因素。此過程中用到的子程序主要有Uexpan和Umat。
Uexpan子程序簡介
Uexpan子程序通常用于實現變化的熱膨脹系數。需要定義的變量有EXPAN和DEXPANDT。
EXPAN用于定義在某方向的熱膨脹應變增量，根據所選用材料不同決定變量個數。
DEXPANDT用于定義熱膨脹應變與溫度的變化速率，同樣也要根據所選用材料不同決定變量個數。
Umat子程序簡介
Umat主要用于定義節點在當前增量步中的應力和材料雅克比矩陣。
展開 福建農林大學邱仁輝教授團隊揭示氫鍵在3D光固化打印熱塑性材料的作用機制
光固化3D打印技術，是一種可以對產品形狀進行高度定制的新型高速打印技術。常規的光固化3D打印油墨是熱固性樹脂，因為一般只有熱固性樹脂的三維網絡結構才可阻止在打印過程出現的聚合物溶解和擴散現象，這也意味著熱塑性樹脂在光固化3D打印過程中，由于存在熱塑性聚合物的溶解和擴散過程而難以進行。
福建農林大學邱仁輝教授團隊通過設計熱塑性樹脂分子間的氫鍵作用，提出一種廣泛適用的光固化3D打印熱塑性聚合物策略，一方面通過油墨中的氫鍵“誘導”分子聚集，加快單體聚合速率；另一方面通過聚合物中的氫鍵作用降低其在未聚合母體油墨中的溶解和擴散速率，以此成功地利用LCD光固化打印技術制備熱塑性聚合物。
為驗證氫鍵在LCD打印過程中的作用，選用丙烯酸（AA）和N-羥乙基-2-吡咯烷酮（NVP）以不同比例混合設計出三種不同氫鍵數量的打印油墨，并結合分子動力學模擬研究體系的固化速率、溶解性及打印精度等。研究發現，氫鍵的存在會“誘導”NVP和AA分子形成“關聯構型”，加快了聚合速率，同時使打印出的聚合物更難溶解在極性溶劑里，打印物件的精度也更高（圖1）。
展開 基于粘彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型
背景介紹
熱固性樹脂基復合材料在制件成型過程中會產生殘余應力，引起固化變形，從而增加裝配和制造的難度，因此，合理預測預制件固化過程中的殘余應力的發展具有重要意義。
早期的研究主要集中于彈性理論來研究復材的固化成型，現今，越來越多的文獻考慮了樹脂的固化放熱以及材料的各向異性等因素的影響，發展了基于粘彈性模型的數值仿真計算方法，證明了粘彈性的結果固化變形量小于線彈性的結果，且樹脂含量越高的復材，其粘彈性效果越明顯。
RTM成型工藝示意圖
二。粘彈性模型在Abaqus中的實現
本文作者在參考文獻【1】的基礎上，使用廣義Maxwell粘彈性本構模型，聯合編寫了HETVAL、USDFLD、DISP、UMAT及UEXPAN子程序，在abaqus軟件平臺中實現了復材固化成型的仿真模擬，其基本編程思路如下圖所示：
其中，最關鍵的粘彈性本構公式為：
參考上述公式和子程序的編寫流程，可以完成上述模型。最后得到仿真Mises應力云圖和S33云圖如下：
得到的S33關于時間的曲線趨勢如下所示：
該曲線結果和文獻有出入，但是榮的文獻中關于底數的取值有錯誤，亦即下列公式的底數應以e為底數，而不是10
【1】
基于黏彈性本構模型的熱固性樹脂基復合材料固化變形數值仿真模型.pdf
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展開 OpenFOAM三維換熱器流固熱耦合傳熱模擬文件，冷流和熱流逆向流動，熱流入口與冷流出口在同一側 ￥120
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雙層幕墻熱氣流流體動力學熱工模擬
雙層幕墻熱氣流流體動力學熱工模擬
煙囪效應，是指戶內空氣沿著有垂直坡度的空間向上升或下降，造成空氣加強對流的現象。煙囪效應的產生。在有共享中庭、豎向通風風道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構筑物中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進行擴散或排出建筑物的現象，即為煙囪效應。
在建筑設計中，利用熱壓差實現自然通風就是利用的“煙囪效應”原理它是利用熱空氣上升的原理，在建筑上部設排風口可將污濁的熱空氣從室內排出，而室外新鮮的冷空氣則從建筑底部被吸入。熱壓作用與進、出風口的高差和室內外的溫差有關，室內外溫差和進、出風口的高差越大，則熱壓作用越明顯。在建筑設計中，可利用建筑物內部貫穿多層的豎向空腔滿足進排風口的高差要求，并在頂部設置可以控制的開口，將建筑各層的熱空氣排出，達到自然通風的目的。與風壓式自然通風不同，熱壓式自然通風更能適應常變的外部風環境和不良的外部風環境。
雙層玻璃幕墻外層玻璃受太陽輻射熱作用下，熱通道內空氣被加熱，產生質量力形成自然熱氣流，這種現象就是“煙囪效應”。煙囪效應在雙層玻璃幕墻中的使用，還有效的阻擋了熱量的傳遞，降低建筑墻體的傳熱系數，達到了節約建筑能耗的作用。
本次模擬計算我們作以下的基本假設：
①穩定的外界環境條件；
②熱通道內的空氣為不可壓縮牛頓流體，并且滿足Boussinesq假設；
③不考慮玻璃壁面蓄熱；
④假定幕墻密封性能好，不考慮空氣漆透；
⑤常溫下幕墻材料特性與溫度無關；
⑥忽略室外風速的影響。
選用的計算模型：
①RNG k-ε湍流模型；
②DO熱輻射模型；
③太陽輻射模型。
計算結果：
文章來自微信公眾號CFD仿真
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高溫模擬下冰塊的熱傳遞和融化過程 ￥19.89
在研究生課題組中，有項目方向是做液體流動遷移擴散仿真，故考慮ABAQUS是否能夠進行液體性質模擬。
本作業主要應用Umeshmotion子程序模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過程。在此之前，我們在課堂上學習過支架的線性靜力分析、壓力容器內壓靜力分析、含切口板材單軸拉伸模擬、罐與接管的熱分析、基體上薄膜脫粘分析等，結合這些基礎，通過設定材料屬性，使用ALE自適應網格控制，調用Umeshmotion子程序，來模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過程。ABAQUS的Umeshmotion利用自適應網格技術在計算過程中自動調整節點位置，由此可進行燒蝕、磨損等涉及節點移動的模型仿真。
在ABAQUS中利用此可進行以下探究（本文僅進行案例復刻及一些改變）：
熱傳遞機制的模擬：在高溫環境下，模擬冰塊內部的熱傳遞機制，包括傳導、對流和輻射。ABAQUS提供了多種材料模型和邊界條件來模擬這些熱傳遞過程。例如，通過定義材料的熱導率、比熱容和熱膨脹系數，以及設置對流換熱系數和輻射參數，可以模擬冰塊在高溫環境中的熱響應。
融化動力學的探究：通過ABAQUS模擬冰塊在高溫條件下的融化速度和形態變化。ABAQUS的Umeshmotion子程序可以用來模擬冰塊融化過程中體積的不斷減少，這一仿真技巧也可以拓展應用到磨損、燒蝕、腐蝕等一系列涉及材料外形變化的仿真。
溫度分布的分析：利用ABAQUS模擬冰塊在不同溫度梯度下的內部溫度分布。通過設置初始溫度條件和對流換熱系數，可以研究薄膜內的溫度場，為后續的應力分析提供基礎。
物理性質變化的評估：在ABAQUS中模擬冰塊融化過程中物理性質（如密度、熱導率）的變化。這些性質的變化對熱傳遞和融化過程有重要影響，可以通過定義溫度-屬性關系表來進行模擬。
環境影響的考慮：研究環境因素（如壓力、氣流）對冰塊熱傳遞和融化過程的影響。
展開 Abaqus管道焊接模擬&焊后熱處理（PWHT）的有限元模擬
<div contenteditable="false" width="100%"><div><p>教學視頻：<br></p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12175</p><p>https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12890</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/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png" title="1019135902431.png" alt="1019135902431.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201810/da5a44c22cbd4f09b1b87f1382dabdad.png
展開 凍土路基水熱穩定數值模擬 ￥100
建立了路基水熱耦合計算控制方程， 并通過 COMSOL 軟件二次開發實現了路基凍脹融沉問題的水熱耦合計算。本案例建立成二維模型，物理場采用兩個PDE模塊，分別表示水分場和溫度場，求解器在求解水熱耦合問題中采用瞬態求解器，總時長1年。通過本案例可以學習掌握凍土水熱場耦合模型，詳細案例和文檔文獻說明附后。
Fluent模擬聚氨酯材料對密封煤層的熱傳導性能 ￥20
三、邊界設置
1、 煤/封閉墻外表面（裸露在空氣中）和底面設置為對流傳熱邊界，向外界環境散熱（convention wall），封閉墻外表面與空氣接觸，對流傳熱系數20，底面與大地接觸，對流傳熱系數100；
2、 聚氨酯外表面溫度較高且與空氣直接接觸，對流傳熱系數100，底面與大地接觸，對流傳熱系數100；
3、 聚氨酯與煤/封閉墻的接觸面設置為傳熱耦合面；
4、 環境溫度設定為20℃。
5、 聚氨酯反應生熱以內熱源形式定義函數UDF如下：
