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[原创] 使用optistruct进行热应力计算

技术通 楼主
2022-06-27 15:17 428074
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我们在小学的时候就学过热胀冷缩,所以我们都瑟瑟发抖。当然对于冰来说,冷也会膨胀。不说冰的问题,这个涉及到固液转换的两相转变问题。就普通的一个物体在受到温度变化后,他的膨胀必然压缩与他相连的物体,例如冬天的暖气管路用螺栓固定到墙壁上,冬天滚烫的热水流过,管路会膨胀,从而在螺栓的位置就会形成应力,这个应力有多大呢?那就可以用仿真来计算一下了。

在汽车之中也存在同样的冷却管路,工作状态和平时状态温度是不一致的;还有排气管的热端温度和冷端温度要查几百度。在电脑当中CPU或者其他一些PCU板都会发热,这些都会形成热应力。在此举一个简单的例子说明热应力的计算方法。

1)首先建模,导入几何并划分网格,这个是基础。

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2)建立材料,因为要考虑热对材料的影响,因此必须输入热膨胀系数。因为要计算应力,因此必须输入弹性模量和泊松比。例如输入以下值,对于静力计算来说密度不是必须的。

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3)建立属性,并将属性赋值给component

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4)建立约束,图示零件在约束处被卡带约束,使其不能存在各个方向的位移。

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5)建立温度分布,首先建立一个no card image的load collector,如图所示。

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选择analysis面板里面的temperatures,建立样件的温度大小分布;图中在内管处加载90的温度分布,其它位置加载-40的温度,需注意所有node点位置都需要赋值温度。

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6)建立工作步,使用静态计算linear static,并选择约束。

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对建立的loadsteps进行card edit,选择temp_load,并选择建立的温度载荷。也可在模型区域下面的详细设置区中进行该步设置。

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7)OptiStruct&HyperStudy理论基础与工程应用文档下载选择工作卡片,选择输出位移,应变以及应力。

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8)


图片进行求解和计算,得到结果并查看,本样件为金属样件,主要看位移及热应力。

以上,本例计算完成,希望对读者有所帮助。

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