ansys热应力分析问题

Posted 2023-04-03

请教各位高手，在ANSYS中进行100s的瞬态温度分析之后，如果想得到这100s后结构的热应力，我应该用静态结构分析还是用瞬态结构分析？如果用瞬态结构分析，那么瞬态结构分析的时间步长是不是要与瞬态温度分析的时间不长保持一致？

参考技术A 如果结构变形非常巨大，且结构变形会影响到热交换和热传递，那么结构就要设置瞬态结构，否则是静态。
准确的说应该是直接热固耦合还是间接热固耦合。把温度加载于结构上，设置结构的热膨胀系数，就可以得到结构因热胀冷缩而产生的应力。比如混凝土热膨胀系数1e-5，钢材的热膨胀系数是1.2e-5(大概是这个数)，具体要相见规范具体章节。
有solid5就是可以直接热固耦合。
间接耦合用的最常见，热分析结束后可以得到热分析结果*.rth文件。然后将模型再另存一个。打开模型后有一个swith elment type从 thermal到structure，可以转化为对应的结构单元。在loads-structure-temperture-from thermal analysis里面就可以将这个*.rth加载上去。结构就可以看见温度加载上来。选择静力分析，就可以了。本回答被提问者采纳

Ansys热应力计算

目录

• 问题说明
• 温度场分析APDL
• 结果

问题说明

样块上下两端固定，在室温20℃下进行夹紧，分析其升温到150℃时的热应力。
采用间接法进行分析，温度场单元选择278，应力场单元为185
首先进行稳态热分析，然后读取温度场的数据，进行结构分析，具体的编程代码如下

温度场分析APDL

/CLEAR
/FILENAME TEST
/PREP7

!定义温度场实体单元
ET,1,SOLID278  
!定义材料1的导热系数
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,KXX,1,,20

!建立样件模型
BLC5,0,0,0.2,0.1,0.05  

!设置体1的网格尺寸
CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       1
CM,_Y1,VOLU
CMSEL,S,_Y  
CMSEL,S,_Y1
VATT,       1, ,   1,       0   
CMSEL,S,_Y  
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  

FLST,5,1,4,ORDE,1   
FITEM,5,5   
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,20, , , , ,1
 
FLST,5,1,4,ORDE,1   
FITEM,5,6   
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,10, , , , ,1
  
FLST,5,1,4,ORDE,1   
FITEM,5,10  
CM,_Y,LINE  
LSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,LINE
CMSEL,,_Y   
LESIZE,_Y1, , ,5, , , , ,1  

CM,_Y,VOLU  
VSEL, , , ,       1
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,‘VOLU‘   
CMSEL,S,_Y  
VCLEAR,_Y1  
VMESH,_Y1   
CMDELE,_Y   
CMDELE,_Y1  
CMDELE,_Y2  


!在一侧施加温度150
FLST,2,1,5,ORDE,1   
FITEM,2,5   
/GO
DA,P51X,ALL,150

!设置其他表面的对流换热系数
FLST,2,5,5,ORDE,3   
FITEM,2,1   
FITEM,2,-4  
FITEM,2,6   
/GO
SFA,P51X,1,CONV,50,

!设置分析类型为稳态求解
FINISH  
/SOL
ANTYPE,0

!设置温度偏移
TOFFST,273,

!写温度场物理分析文件
FINISH  
/PREP7  
PHYSICS,WRITE,Thermal1, , ,

!清空物理环境数据
PHYSICS,CLEAR  
!删除边界和载荷 
LSCLEAR,ALL

!转换单元类型，thermal to struc
ETCHG,TTS

!设置材料参数
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,0  
MPDATA,EX,1,,2.1E+011   !弹性模量
MPDATA,PRXY,1,,0.3       !泊松比
UIMP,1,REFT,,,              !参考温度
MPDATA,ALPX,1,,2.35E-5      !热膨胀系数

!定义结构边界条件--左右固定

FLST,2,2,5,ORDE,2   
FITEM,2,5   
FITEM,2,-6  
/GO
DA,P51X,ALL,0

!设置参考温度
TREF,20,

!求解设置
FINISH  
/SOL
ANTYPE,0
NLGEOM,1
NSUBST,8,10,6   
TIME,1

!写结构物理分析文件
FINISH  
/PREP7  
PHYSICS,WRITE,struct1, , ,  

!读温度场物理分析文件
PHYSICS,READ,THERMAL1  

!求解
FINISH  
/SOL
/STATUS,SOLU
SOLVE  

!设置图像显示
/PLOPTS,INFO,1  !inf0为legend on

!显示温度云图
FINISH  
/POST1  
/EFACET,1   
PLNSOL, TEMP,, 0

!读取结构场物理分析文件
FINISH  
/PREP7  
PHYSICS,READ,STRUCT1

!定义温度边界条件
LDREAD,TEMP,,, , ,‘test_temp1‘,‘rth‘,‘ ‘

!求解
FINISH  
/SOL
/STATUS,SOLU
SOLVE 

!查看结果
FINISH  
/POST1  
SET,LIST,999
SET,FIRST
/EFACET,1   
PLNSOL, S,EQV, 0,1.0  

结果