SimSolid工程师实测系列【之三】——SimSolid稳态热应力分析
2019-09-24

在上期的技术分享中,我们主要给大家介绍了SimSolid在结构静力学方面的分析流程和结构分析时候常见的边界条件与载荷。众所周知,SimSolid在结构场分析方面有着独到的特点和优势,那么在温度场的分析是否也能体现自己优势呢?这期的技术分享主要是给广大的用户朋友展示SimSolid在稳态热应力分析方面的流程。


本例概述:在杯子内部施加100摄氏度的温度载荷,用于模拟开水温度。杯子和底部托盘采用No thermal resistance(无热阻)接触,其余表面采用对流传热方式,计算在该工况下,整个杯子的温度场分布。在温度场计算结束后,将温度场以热载荷的方式施加在结构场中,从而计算杯子的热应力分布。

01 导入模型

本例采用solidworks建模,再导入到SimSolid进行热应力分析,杯子模型如图1所示。

图1 稳态热分析模型


02 创建热分析类型

如图2所示,在分析类型中选择“Thermal”,创建好热分析。接下来,如图3所示,分别给杯子和底座赋予材料属性。

图2 设置稳态热分析类型


图3 赋予材料属性


03 建立边界条件和载荷

如图4所示,选择杯子内部的表面施加100摄氏度的温度载荷。边界条件如图5所示,选中杯子外部所有面建立对流边界,外界温度设置为20摄氏度,对流系数设置为74W/M2*K。

图4 杯子内部施加热载荷


图5 杯子外壁建立对流边界


04 热仿真结果后处理

相比传统的有网格计算,SimSolid极大地提高了热计算分析效率。如图6所示,直观地看出了杯子的温度场分布,无论对设计领域还是精度需求更高的工程领域都能提供较高的参考价值。

图6 仿真结果的温度场分布


05 热应力分析设置

热应力分析如图7所示,在稳态热分析结果下面建立结构分析。如图8所示,点选“ to Thermal analysis result”,实现将热稳态的温度场以热载荷的形式施加于结构场中,最终的热应力仿真结果如图9所示。

图7 在热计算结果的基础上添加结构计算


图8 热载荷设置


图9 热应力分析结果

由此可见,在整个分析过程中,SimSolid高效、快捷的特点十分明显,在同一界面下能快捷地实现将温度场分布结果施加于结构分析中,再加上无网格求解技术,这让SimSolid在稳态热应力分析有着极大的竞争力!


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