熱機械
分析類型為熱機械的,可以一次計算一個或多個物體的結構和熱行為。熱力和結構結果字段不是同時計算的,而是在迭代過程中按順序計算的,在此過程中,熱步驟的結果將用作下一個結構步驟的輸入。因此,結構的應力狀態取決于結構約束和載荷以及熱載荷下的熱膨脹。
結果使您能夠研究結構的結構和熱行為以及熱對域的結構載荷狀態的影響。當處理同時受軸承或類似約束約束的加熱或冷卻的固體(例如裝配過程中的熱收縮)時,這非常有趣。
在下文中,將詳細介紹您必須定義的不同模擬設置以及可以添加的各種選項。
分析類型
如果要計算與靜態分析和穩態傳熱 或瞬態可比的系統穩態性能,則可以選擇穩態,如果要在瞬態分析中考慮時間相關的影響,則可以選擇穩態。
域
為了執行給定幾何域的分析, 您必須通過在模型中創建網格來離散化模型。“ CAD處理”和“網格劃分”的詳細信息在“ 預處理”部分中進行了描述。
將網格分配給模擬后,您可以添加一些與域相關的可選設置,并查看網格詳細信息。請注意,如果您有一個不融合在一起的多個實體的裝配體,則要 在這些獨立零件之間建立連接,則必須添加“ 聯系人”。
幾何基元
拓撲實體集
聯絡點
嚙合
模型
在“ 模型”部分中,指定了定義模擬物理的所有內容,例如材料屬性,邊界條件等。在頂層,您可以調整一些常規設置。對于熱機械,您可以為整個區域添加重力載荷。
引力負荷
用料
為了定義整個域的材料屬性,您必須為每個零件精確分配一種材料。您可以選擇描述本構定律的材料行為,該定律用于應力-應變關系和材料的密度。請注意,密度用于重力等體積負載。慣性效應僅在動態仿真(Dynamic)中考慮。請參閱材料部分以獲取更多詳細信息。
初始條件
對于實體結構的時間依賴性行為,重要的是仔細定義 初始條件,因為這些值確定了分析的解決方案。在動態分析位移,速度和加速度是時間相關的變量。它們在施加載荷和約束之前定義了域的初始狀態。默認情況下,位移,速度和加速度被初始化為零長度向量。因此,如果使用默認值,則在初始狀態下將沒有位移和速度。另外,可以將初始應力狀態定義為非線性分析類型。如果用戶沒有改變,則應力最初也被視為零。此外,如果您選擇進行瞬態分析,則溫度取決于時間。默認情況下,它設置為室溫(293.15 K)。
邊界條件
對于熱力學分析,您可以同時應用結構和熱邊界條件:
約束和載荷(邊界條件)
您可以定義約束(位移邊界條件)和載荷(力邊界條件)。如果要確定區域一部分的位置,請在每個坐標方向上至少添加一個位移約束。否則,它可以在太空中自由移動。這用于例如跌落測試。
在缺少力邊界條件(包括重力)的情況下,幾何形狀將變為無負載,并且除了規定的位移邊界條件(約束)之外,不會發生變形。但是,這可能是為了確定例如在預夾緊的結構部件中的應變分布。
約束類型(位移邊界條件)
固定值
對稱
遠程位移
彈性支撐
負載類型(強制邊界條件)
壓力
力
遙控力
節點負荷
表面負荷
體積負荷
離心力
隨動壓力
溫度和熱通量邊界條件
您可以定義溫度和熱負荷邊界條件。如果在實體上提供溫度邊界條件,則所有包含的節點的溫度值都將設置為給定的規定值。熱負荷邊界條件通過不同的機制定義了流入或流出域的熱通量。注意,負熱通量表示對環境的熱損失。由于溫度邊界條件規定了域的給定部分上的溫度值,因此不可能同時在該部分上增加熱負荷,因為在這種情況下會受到過度限制。
溫度邊界條件類型(熱約束)
固定值
熱通量邊界條件類型(熱負荷)
對流熱通量
表面熱通量
體積熱通量
數值
在數字下,您可以設置模擬的方程求解器。選擇的內容會極大地影響計算時間和仿真所需的內存大小。
解算器
模擬控制
Simulation Control設置定義了整個計算過程,例如時間步長間隔以及您希望模擬在自動取消之前運行的最長時間。
計算核心數
最大運行時間