搜索基于apdl和workbench的雙金屬簧片直接加載溫度載荷對比
2016-09-02 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
1.概述
當一個結構發生溫度變化,會發生膨脹或收縮。如果其膨脹或收縮受到限制,或者由于溫度分布不均導致膨脹收縮程度不同,就會產生熱應力。ANSYS提供了三種計算熱應力的方法:1)在結構上直接施加溫度載荷;2)間接法;3)直接法。
2.本例方法
本例采用的是直接施加溫度載荷進行靜力學分析,此時的節點溫度將作為體載荷,而不是節點自由度。但需要注意的是:1)在apdl利用bfv在體上施加的節點載荷,其實是施加在體上的節點上的;2)在workbench條件下,所謂的實體特征是不具備體編號特性的如果利用bfv施加節點溫度,在workbench計算條件下將會發生未知錯誤,查閱solution information將會發現是因為bfv命令執行時未進行,此時應當改為bf命令,這其實和workbench導入apdl下只有單元是一樣的,喪失了面、線、體特征。
3.雙金屬簧片的結構尺寸和材料屬性
圖1 雙金屬簧片結構尺寸圖
雙金屬簧片材料屬性如表1所示。
表1 雙金屬材料屬性表
加載溫度為100攝氏度。
4.理論解
根據材料力學知識容易得出簧片自由端的撓度為:
5.雙金屬簧片的apdl實現
finish
/clear
/filename,example33
/prep7
et,1,solid186
mp,ex,1,2e11
mp,nuxy,1,0.3
mp,alpx,1,10e-6
mp,ex,2,1.1e11
mp,nuxy,2,0.34
mp,alpx,2,16e-6
block,0,0.04,0,0.0005,0,0.0005 ! Creats a
block volume based on working plane coordinates.
block,0,0.04,0.0005,0.001,0,0.0005
vglue,all !transform same order from discrete
into contimuum
mshkey,1
mshape,0 !hexahedral-shaped
elements when dimension=3-d
esize,0.0005
vatt,1,1,1 !associates element attributes with
the selected,unmeshed volumes.
vmesh,3
vatt,2,1,1 !why have the element number changed?vglue
vmesh,1
finish
/solu
da,5,all
da,16,all
bfv,all,temp,100
tref,0
solve
finish
/post1
pldisp,2
finish
6.雙金屬簧片的workbench實現
(1)模型建立與材料賦予
材料屬性的賦予,有兩種方式,一種是利用插入命令流(不推薦);另一種是利用Engineering Data(推薦),之所以推薦的原因在于,我們利用wb的原因在于其方便和快捷性,那么如果利用命令流,反而失去其優勢,所以還是利用材料屬性圖形界面輸入比較方便。只是,此處存在一個問題:如果直接利用Static Structural是無法輸入材料的線膨脹系數的,因而需要利用Engineering Data實現。
(2)模型建立和網格劃分
模型建立和網格劃分,需要與apdl下的結構尺寸和單元尺寸一致,在這里不再做出贅述。
(3)更改單元類型命令
(4)約束和求解設置
7.求解結果對比
(1)workbench求解結果
(2)apdl求解結果
對比上述記過,wb為0.7108mm,apdl為0.711mm,理論結果為0.7038mm,與理論解基本一致,從而證明有限元解具有較高的精度,因而分析合理。
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