abaqus热残余应力分析实例
ABAQUS热应力分析实例详解
热应力分析实例详解学习要点通过实例分析，学习如何进行热应力分析，并掌握ABAQUS/CAE 的以下功能：1）在Material 功能模块中，定义线胀系数；2）在Load 功能模块中，使用预定义场（predefined field）来定义温度场；实例1：带孔平板的热应力分析定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Elastic, 输入弹性模量和泊松比定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Expansion, 输入线胀系数定义边界条件——Load定义边界条件——Load定义边界条件——Load固支边界条件使用预定义场定义初始温度Load——PredefinedField Manager使用预定义场使模型温度升高至120℃网格划分——Mesh结果分析——Visualization小结在ABAQUS中进行热应力分析的基本步骤：⏹定义线胀系数⏹定义初始温度场⏹定义分析步中的温度场实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟问题描述：◆表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力，抵消工作载荷所产生的一部分拉应力。
◆表面感应淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟 本例中的法兰盘经淬火后，由试验测得法拉盘的内圆角表面残余压应力约为-420MPa。
法拉盘的一端固定，另一端的整个端面受向下的面载荷p=100MPa，法拉盘内孔直径为24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/ ℃。
要求：模拟分析感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力场在缓和应力集中方面所起的作用。
ABAQUS热传导与热应力分析详解
•点单元 •热容单元 HEATCAP 模拟在一点的集中热容 •热容可以是温度或场变量的函数
•该单元可以在 ABAQUS/Explicit 中使用
热传导单元定义 •壳单元
•一阶和二阶插值用于轴对称单元(DSAX1,DSAX2)和三维（DS3， DS4，DS6，DS8）应用的壳单元包含有单元库中。壳单元用于 模拟承受热载荷的薄壁结构如: 压力容器，管道系统和金属片元 件等。
边界条件与载荷
4. 向环境的辐射 辐射率 emissivity 是衡量一个表面有多接近理想黑体的指标
一些常用材料的辐射率： Commercial aluminum sheet: 0.09 Heavily oxidized aluminum sheet: 0.2 Polished gold: 0.02 Rusted iron plate: 0.6 Polished iron plate: 0.07 Turned, heated cast iron: 0.44 Type 301 stainless steel: 0.58 Red brick: 0.93 Black shiny lacquer on iron: 0.88 White vamish: 0.09 Water: 0.95
边界条件与载荷
4. 向环境的辐射 是否需要考虑辐射边界条件 Te = Room temp (23oC) h = 10W/m2/oC 辐射率=1 Heat flux 温度越高，辐射现象越强
*MATERIAL,NAME=MATERIAL-1 *CONDUCTIVITY 1.0 *DENSITY 1.0 *SPECIFIC HEAT 1.0
比热：*SPECIFIC HEAT, --比热可以定义为随温度与场变量变化 --大多数材料的比热随温度平稳变化
基于abaqus的某法兰盘的感应淬火的残余应力场模拟
基于Abaqus的法兰盘的感应淬火的残余应力场仿真载运工具运用工程1001班吴越S1004105一．仿真对象的提出与建模要点：表面感应淬火是一种常见的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力（residual stress），抵消工件在工作中的载荷所产生的一部分拉应力。
表面淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
本例中，法兰盘经过表面感应淬火后，淬硬层如图-1所示，由试验测得法兰盘的内援交表面残余压应力约为-420MPa。
法兰盘的一端固定，另一端的整个端面受到向下的面载荷p=100MPa。
法兰盘内孔直径24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/℃。
要求模拟感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力在缓和应力集中方面所起的作用。
图-1 淬硬层由红色区域180°扫略生成使用Abaqus可以模拟感应淬火的完整过程，即通过分析工件和感应器之间以及工件和冷却液之间的传热过程来确定工件的温度场，从而得到相应的塑性应变场和冷却后的残余应力场。
但是这一模拟过程比较复杂，我们选择一种模拟残余应力场的简化方法：设置整个模型的初始温度为20℃，在分析步（Step）中令淬硬层区域的温度升高至某个温度值T high（如120℃），其余区域的温度仍保持在20℃。
这种温度差异会使高温区域产生压应力，相当于所要模拟的残余压应力。
经过几次试算，就可以找到合适的T high，使法兰盘的内圆角的表面压应力与试验结果大致吻合。
施加工作载荷时，仍保持上述温度场不变，就可以模拟在残余应力作用下的应力场。
上述方法的优点是比较简便，不必进行复杂的传热分析和热弹塑性分析，并且通用性强，可以用于模拟各种不同工艺所产生残余应力场，但其缺点是模拟精度不高，通过选择T high 只能保证工件局部区域的压应力值较准确，一种改进方法是为淬硬层的不同区域设定不同的温度值T high，从而得到与试验结果更加接近的残余应力场。
ABAQUS热应力分析实例详解
热应力分析实例详解学习要点通过实例分析，学习如何进行热应力分析，并掌握ABAQUS/CAE 的以下功能：1）在Material 功能模块中，定义线胀系数；2）在Load 功能模块中，使用预定义场（predefined field）来定义温度场；实例1：带孔平板的热应力分析定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Elastic, 输入弹性模量和泊松比定义材料属性——Property Property——Material——Edit——steelMechanical——Expansion, 输入线胀系数定义边界条件——Load定义边界条件——Load定义边界条件——Load固支边界条件使用预定义场定义初始温度Load——PredefinedField Manager使用预定义场使模型温度升高至120℃网格划分——Mesh结果分析——Visualization小结在ABAQUS中进行热应力分析的基本步骤：⏹定义线胀系数⏹定义初始温度场⏹定义分析步中的温度场实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟问题描述：◆表面感应淬火是一种工程中常用的热处理工艺，其原理是使用感应器来对工件的局部进行加热，然后迅速冷却，从而使工件表面产生残余压应力，抵消工作载荷所产生的一部分拉应力。
◆表面感应淬火可显著提高工件弯曲疲劳抗力和扭转疲劳抗力，工件表面产生的马氏体具有良好的耐磨性。
实例2：法兰盘感应淬火的残余应力场模拟 本例中的法兰盘经淬火后，由试验测得法拉盘的内圆角表面残余压应力约为-420MPa。
法拉盘的一端固定，另一端的整个端面受向下的面载荷p=100MPa，法拉盘内孔直径为24mm，材料的弹性模量为210000MPa，泊松比为0.3，线胀系数为1.35e-5/ ℃。
要求：模拟分析感应淬火所产生的残余应力场，并分析此残余应力场在缓和应力集中方面所起的作用。
ABAQUS热应力分析解析实例详解
ABAQUS热应力分析解析实例详解ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，可以进行各种不同类型的分析，包括热应力分析。
热应力分析是通过模拟材料受热后发生的变形来评估材料的热稳定性和耐久性。
在这篇文章中，我们将详细介绍ABAQUS热应力分析的步骤和实例。
首先，我们需要创建一个ABAQUS模型。
模型包括几何形状、材料属性和边界条件。
在热应力分析中，我们通常需要定义一个热源，以及材料的热传导、热膨胀和热辐射等属性。
在这个实例中，我们将模拟一个烤箱的加热过程。
模型是一个简单的长方体，材料是钢铁，边界条件是恒定的热流。
下一步是定义材料属性。
我们需要定义钢铁的热传导系数，热膨胀系数和热辐射系数。
这些属性通常可以从材料手册或实验中获得。
我们将使用以下参数：-热传导系数：40W/mK-热膨胀系数：12e-61/°C-热辐射系数：0.8接下来，我们需要定义边界条件。
在这个实例中，我们将模拟一个恒定的热流输入。
我们可以通过选择“控制模拟”菜单中的“载荷”选项来定义边界条件。
在强制边界条件下选择“热流”载荷，然后指定热流的大小和方向。
我们将选择1000W的热流输入。
然后，我们需要定义分析步骤。
在这个实例中，我们将使用一个稳态热分析步骤。
在强制模式下选择“热”分析步骤，然后指定步骤的参数，包括时间步长和总时间。
我们将选择0.1s的时间步长和10s的总时间。
在模拟之前，我们需要定义网格划分。
网格划分是将模型分解为多个小元素的过程，以便于进行数值计算。
ABAQUS中有多种网格划分方法可供选择。
我们可以通过选择“网格”菜单中的“划分”选项来进行网格划分，然后选择适当的网格划分方法和参数。
当所有定义都完成后，我们可以点击“开始模拟”按钮开始进行热应力分析。
ABAQUS将使用已定义的模型、材料属性、边界条件和分析步骤来进行数值计算。
计算结果将显示在ABAQUS的图形界面中。
在热应力分析完成后，我们可以查看结果并进行后处理。
ABAQUS热传导与热应力分析
-- 热“接触”允许在“接触表面”有热流动
-- 可以方便的将温度场导入热应力分析中
-- 特性
潜热项（由相变产生） 强制对ຫໍສະໝຸດ 应力-热传导耦合分析功能
热传导壳单元(沿厚度方向温度梯度)
11.6E-6, 40
14.2E-6, 60
19.3E-6, 80
流体，温度q
Film, coefficient h
h是温度q的函数
边界条件与载荷
3. 边界层(薄膜)条件
*CFILM
NODESET， 100.， 450， 2.3E-3
*CFILM 施加在节点上
面积
温度
边界条件与载荷
3. 边界层(薄膜)条件
-- 热传导中最常见的一种边界条件是一个自由表面被紧临的流体加热或降温
-- 关键字 *CFLIM， *FILM 和 *SFILM 用于定义边界层条件。
-- 边界层系数 h 是 ABAQUS 的一个输入参数，量纲: JL-2T-1q-1
-- 边界层系数的重要性:
热传导的结果严重依赖这个参数
典型的，h 是流体雷诺数和流通温度的函数，但也与表面状况如粗糙 度，脏污和方位强相关，因此很难去特征化。
通常，需要用试验校准的方式来确定 h 的取值。
定义 h
*FILM PROPERTY, NAME = H1
热传导单元定义
连续单元：ABAQUS 中连续扩散热传导单元库包括:
一阶（线性）插值单元
二阶（抛物线）单元
用于一维，二维，轴对称和三维应用
DC3D20
几何，3D单元
abaqus热应力分析实例_200105
Abaqus热应力分析实例1 说明：本例通过简单的杆状零件，介绍abaqus热分析的基本步骤。
利用abaqus/CAE分析图1所示的杆状零件，四面加热条件下（随时间升温T=20+5t）的温度场，并以该温度为初始条件，分析零部件受力状况。
图1为杆状零件截面的图2传热分析2.1创建part进入part模块，点击创建部件，name输入bar，模型所在空间选择3维，类型选择可变性，shape选择Solid，Type选择Extrusion，Approximate size 输入200，设置如下图，点击Continue，进入二维截面创建，分别输入（25,25）、（-25,-25）两两点，完成草图绘制，Depth（长度）输入500，完成部件的创建，如下图所示。
2.2 创建材料和截面切换到property模块，Density输入7.74e-09，Conductivity（传热率）、Specific Heat （比热）与温度有关，输入如下：2.3点击，弹出Create Section对话框，name输入Section-1，Categeory选择Solid，type选择Homogeneous，点击continue，弹出Edit Section，选择刚创建的材料Steel。
2.4赋予属性点击，选择部件，中键确定，完成材料赋予。
2.5创建分析步创建一个Heat Transfer（热传递）分析步，点击Continue，basic工具栏设置，选择Transient(瞬态分析)，time period设置为100，切换到incrementation,设置如下图。
2.6 热传递与热辐射设置在杆四周面加载一个随时间变化的的温度T=20+5t，切换到interation模块，创建温度曲线，Tools》Amplitude》create，name输入Amp-1，Type选择Tabular，列表设置如下左图。
点击，分析步选择step-1，选择surface file condition，点击continue，film coefficient 设置为0.4，Sink temperature 为1，Sink amplitude 选择上述创建的温度曲线。
Abaqus热应力分析、热诱导振动分析简单实例
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 3
2. Solution
2.2. Create Material & Section
壳厚度为3mm。
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 4
2. Solution
2.3. Assign Section
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
NUAA--Kong Xianghong
Page � 21
3. Comparative Study
3.2. Create Field Output
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 22
3. Comparative Study
3.3. Define Element Type
2. Solution
2.16. Results & Visualization (2)
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 18
2. Solution
2.17. Results & Visualization (3)
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 19
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 8
2. Solution
2.7. Edit Field Output Request
NUAA
NUAA--Kong Xianghong
Page � 9
2. Solution
2.8. Create a Set for History Output
基于ABAQUS的刹车盘热应力分析
基于ABAQUS的刹车盘热应力分析随着机动车数量的不断增加，刹车系统的安全性和使用寿命成为一个重要的研究方向。
刹车盘作为刹车系统的关键部件之一，其材料选择对于提高机动车的安全性能至关重要。
在刹车过程中，由于制动器片和刹车盘之间的不断摩擦，会产生大量的热量并引起刹车盘的热应力，影响刹车盘的性能与使用寿命。
为深入研究刹车盘的热应力，本文采用ABAQUS软件对刹车盘进行热应力分析。
首先，我们需要进行前期工作。
根据实际情况，选取合适的刹车盘模型和材料模型，并设置刹车盘的几何尺寸和初始温度以及制动器片的作用力。
在模型的加工过程中，需要注意刹车盘各部位的加工精度，以保证模型的准确性。
然后，我们对刹车盘进行热传递分析。
刹车盘在刹车过程中会受到大量的制动器片摩擦产生的热量的影响，因此需要对其热传递进行分析。
在计算过程中，我们需要根据实际数据设置以下参数：热扩散系数、材料密度和比热、传热系数等。
这些参数可以在材料手册中获得。
接下来，我们进行热弹性分析。
在高温和大应力的环境下，刹车盘内部会产生热应力，导致刹车盘的力学性能发生变化。
利用ABAQUS软件对于刹车盘的热应力进行分析，可以了解到刹车盘在制动过程中是否发生变形、开裂等破坏现象，预测刹车盘寿命并进行优化设计。
最后，我们将分析结果进行打印和分析，根据热应力分析结果，对刹车盘的合理性进行评估。
如果出现问题，可以尝试通过改变制动片的材料、设置通风方式等方式来解决问题，提高刹车盘的寿命和安全性能。
总的来说，ABAQUS软件提供了一个重要的工具，用于对于刹车盘的热应力进行分析、寿命预测和性能优化。
通过对于刹车盘的热应力分析，我们可以有效提高机动车的安全性和使用寿命，保障行车安全。
刹车盘的热应力分析需要大量的相关数据，从材料的热物理参数到刹车盘的几何尺寸等方面都需要考虑。
下面列举了一些相关数据，并进行分析。
1. 刹车盘材料的热物理参数：例如，材料的热扩散系数、比热和密度等，这些参数会影响刹车盘在制动过程中的热传递和热应力。
abaqus热传导应力分析.
热传导单元定义
•连续单元：ABAQUS 中连续扩散热传导单元库包括: •一阶（线性）插值单元 •二阶（抛物线）单元
•用于一维，二维，轴对称和三维应用
单元命名规则:
几何，3D单元
DC3D20
连续体continuum 扩散diffusion
节点数
-- 这些单元节点的基本变量（自由度）是温度标量 ABAQUS中用自由度11表示温 度。 节点温度输出变量为 NT11.
介绍
ABAQUS 中的热传导特性 -- 稳态响应 -- 瞬态响应 ， 包括自适应时间步长 -- 全套热传导边界条件 -- 材料属性（和载荷）可以是温度相关 -- 热“接触”允许在“接触表面”有热流动 -- 可以方便的将温度场导入热应力分析中 -- 特性 •潜热项（由相变产生） •强制对流 •应力-热传导耦合分析功能 •热传导壳单元(沿厚度方向温度梯度) •空腔辐射(加热炉升温)功能
介绍 ABAQUS 不能做什么 ——ABAQUS 不是专业热传导分析软件 •无流体分析 •无自由对流 •无浮力驱使流动 •对热冲击问题无自适应网格划分 •无逆传热分析
介绍 力平衡与能量守恒之间的类比 -- 在应力分析中， ABAQUS 求解力平衡方程: Mu’’ = P – I -- 在热传导分析中， ABAQUS 求解 ‘能率守恒’ 方程并 确定温度的分布。
*MATERIAL,NAME=MATERIAL-1 *CONDUCTIVITY 1.0 *DENSITY 1.0 *SPECIFIC HEAT 1.0
比热：*SPECIFIC HEAT, --比热可以定义为随温度与场变量变化 --大多数材料的比热随温度平稳变化
密度：*DENSITY, --密度可以定义为随温度与场变量变化
ABAQUS热应力分析实例详解
ABAQUS热应力分析实例详解热应力分析是指在材料受到热载荷的作用下，由于温度和热应力的非均匀分布而产生的应力状态。
ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，可以用于进行热应力分析。
下面将以一个实例来详细介绍ABAQUS热应力分析的流程和步骤。
假设我们有一个具有热源的方形材料板，需要分析其热应力分布情况。
首先，我们需要确定仿真模型的几何尺寸和材料属性。
假设板材的尺寸为10cm x 10cm，材料为铝，具有线膨胀系数α=23.1×10^-6/°C和热导率λ=237W/m·K。
1. 创建模型：打开ABAQUS软件，创建一个新模型，并在模型中创建一个二维平面应变比例等效热应力分析。
选择“3D”模型，然后在“Parts”面板中点击右键，选择“Create”->“Part”，设置尺寸为10cm x 10cm。
2. 材料属性定义：在“Model”面板中选择“Materials”->“Create”->“Isotropic”来定义材料的力学性能。
输入铝的杨氏模量E=71 GPa和泊松比ν=0.333. 模型网格划分：在“Model”面板中选择“Mesh”->“Create”->“Part”，选择要进行网格划分的实体和面，然后定义网格大小。
可以根据需要设置不同大小的网格。
4. 网格单元类型选择：在“Mesh”面板中选择网格划分的网格单元类型。
可以选择线性三角形元、线性四边形元或其他类型的单元。
5. 温度加载：在“Model”面板中选择“Loads”->“Create”->“Temperature”来定义温度加载。
选择加载的表面或体实体，并设置温度大小和类型（恒定温度或温度曲线）。
6. 边界条件定义：在“Model”面板中选择“Bounadry Conditions”->“Create”->“Encastre”来定义边界条件。
选择边界条件所在的边或节点，并设置边界条件类型（固支、自由度约束等）。
ABAQUS建模如何能施加预应力(残余应力)
ABAQUS建模如何施加预应力本文参考了百度文库中的文章：/link?url=dt_VLOGCUf8hUo7A9THhyv7BuSHry71EbLVtBtkWpoiYtkm Lxbfk0Io63jsygs6vWbFU7x22HHFv8pIGgPMYkv1lyFXWbgPJqvCodSioUqa关键字格式：“*initial conditions, type=stress, input=bb.dat”上面的关键字，即绿色部分，全部插于*STEP语句之前（如下图），两语句之间不能有空格。
施加预应力场只是initial conditions关键字的一个应用，详见abaqus6.8帮助文档，《ABAQUS Analysis User’s Manual》的第28.2节“initial conditions”。
实例：点焊所产生的焊点中存在着残余应力，本文就是教大家如何完成焊点残余应力的模拟。
原理说明：先在模型上施加一个任意载荷（记为状态1），可得出此载荷作用下模型上的等效节点载荷，然后通过keywords让这个等效节点载荷作用于模型上，使它与之前施加在模型上的载荷相平衡，便得到了一个位移为0的初始状态（记为状态2），该状态下，模型中含有的应力场与状态1相同，只是模型不发生变形而已。
具体操作步骤：1、建立有限元模型，部件类型为轴对称2、设置材料常数（自己任意设）3、分析步，设置两个分析步4、设置任意一个自己需要的载荷，此载荷即为与初始应力对应的载荷。
让该载荷从分析步2开始作用。
分析步1空着。
原因不明。
（让载荷从step2开始，得到的分析结果图显示很光滑。
但若是让载荷从step1开始并延续到step2，或者从没有step2 的step1开始，得到的分析图都不是光滑，原因未知。
）设置边界条件，从状态Initial开始。
5、mesh：网格算法为网格类型为CAX4R6、Job模块下，创建工作名称为“Job-1-1”的名字，提交分析。
abaqus热传导、应力分析详解
介绍
ABAQUS 中的热传导特性 -- 稳态响应 -- 瞬态响应 ， 包括自适应时间步长 -- 全套热传导边界条件 -- 材料属性（和载荷）可以是温度相关 -- 热“接触”允许在“接触表面”有热流动 -- 可以方便的将温度场导入热应力分析中 -- 特性 •潜热项（由相变产生） •强制对流 •应力-热传导耦合分析功能 •热传导壳单元(沿厚度方向温度梯度) •空腔辐射(加热炉升温)功能
典型的，h 是流体雷诺数和流通温度的函数，但也与表面状况如粗糙 度，脏污和方位强相关，因此很难去特征化。
通常，需要用试验校准的方式来确定 h 的取值。
定义 h
q
流体，温度
*FILM PROPERTY, NAME = H1 11.6E-6, 40 14.2E-6, 60 19.3E-6, 80
h是温度的函数
热扩散率
介绍 -- 类比
Stress Heat
u
q
I T dV
V
I T qdV
V
D
T DdV
K
T KdVV来自V分析过程 •在 ABAQUS/Standard 中，热传导分析的执行是通过将几何体离散 成扩散热传导单元，并且使用 *HEAT TRANSFER 过程选项
*HEAT TRANSFER 瞬态分析(默认)
*HEAT TRANSFER, STEADY STATE 稳态分析 •在 ABAQUS/Explicit 中，没有单纯的热传导分析选项， 然而可以进 行全耦合的热-应力分析。 •这个功能通过设定适当的边界条件，可以模拟纯热传导工程；
•除空腔辐射和利用用户子程序定义的不均匀热载荷之外，其他在 ABAQUS/Standard 中可以使用的热属性，都可以用在 Explicit 中。
abaqus热残余应力分析实例
abaqus热残余应力分析实例利用Abaqus的Moldflow接口进行翘曲分析和残余应力分析Abaqus关键特征和优势1.力学性质、有限元网格以及残余应力数据都能从Moldflow很简便地传递到Abaqus2.包含了成型工艺残余应力的Abaqus分析使得注塑模具产品的仿真更加精确分析方法对一个注塑模具产品的翘曲和应力分析的过程来说，一开始是利用Moldflow对注塑成型过程进行仿真。
Moldflow的分析结果包括材料性质的描述以及固化零件中的残余应力分布。
Abaqus的Moldflow 接口此时用来将这些数据转换成Abaqus可以应用的格式。
特别强调的是，接口产生的文件包含了塑料的网格信息、残余应力结果以及材料的性质。
这些数据会在接下来的Abaqus分析中用来进行翘曲和残余应力影响的建模。
椅子和手机外壳塑模的离散化模型如图1所示。
对于这两个模型，Moldflow分析在模型厚度上分了21层并使用了壳体网格元素。
翘曲的仿真运用Abaqus/Standard的静态分析功能分析完成。
图1：椅子和手机外壳模型的网格结果和讨论运用Abaqus/Standard进行翘曲分析后，椅子模型和手机外壳模型的变形如图2及图3所示。
图2：椅子模型的翘曲位移[米]分布云图图3：手机外壳模型的翘曲位移[米]分布云图由Abaqus/Standard翘曲分析所得到的椅子模型和手机外壳模型的Mises应力分布云图如图4及图5所示。
很明显可以看出，由于翘曲引起了变形，原来零件中所储存的Mises 应力大小降低了。
图4：椅子模型的Mises应力[帕]分布分布—翘曲前[左]和翘曲后[后]图5：手机外壳模型的Mises应力[帕]分布—翘曲前[左]和翘曲后[后]结论Abaqus为进行细致的结构分析提供了强大的能力。
Moldflow为注塑模具产品提供了运算残余应力和材料性质的能力。
Abaqus的Moldflow接口通过提供Moldflow分析结果向Abaqus分析过程传送的方法，使得更加精确、更加高效的设计过程得以实现。
Abaqus学习之热传导与热应力分析
Q I c q
密度 比热 温度变化率 外部热量 内部热量
介绍 热传导分析中的基本物理量 -- 温度 Temperature 单位 ℃ -- 热能 Heat energy 单位 J -- 热率 Heat rate power 单位 J/t or W -- 热流量 Heat flux = Power per unit area 单位 J/t/L2 -- ‘热传导率‘ k , 衡量物质中热量流动的能力 单位 J/T/L/℃: 热流量正比于热传导率和温度梯度:
边界条件与载荷
4. 向环境的辐射 辐射率 emissivity 是衡量一个表面有多接近理想黑体的指标
一些常用材料的辐射率： Commercial aluminum sheet: 0.09 Heavily oxidized aluminum sheet: 0.2 Polished gold: 0.02 Rusted iron plate: 0.6 Polished iron plate: 0.07 Turned, heated cast iron: 0.44 Type 301 stainless steel: 0.58 Red brick: 0.93 Black shiny lacquer on iron: 0.88 White vamish: 0.09 Water: 0.95
介绍 ABAQUS 不能做什么 ——ABAQUS 不是专业热传导分析软件 •无流体分析 •无自由对流 •无浮力驱使流动 •对热冲击问题无自适应网格划分 •无逆传热分析
介绍 力平衡与能量守恒之间的类比 -- 在应力分析中， ABAQUS 求解力平衡方程: Mu’’ = P – I -- 在热传导分析中， ABAQUS 求解 ‘能率守恒’ 方程并 确定温度的分布。
ABAQUS热传导与热应力分析
hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
*FILM SURSET， F.， 450， 2.3E-3
温度
h
边界条件与载荷
4. 向环境的辐射 热传导中的另一种边界条件是黑体辐射 *CRADIATE 施加在节点上 q = -A(T4 – Te4)
*CRADIATE NODESET， 100.， 450， 0.1
Emissivity（0~1） *RADIATE 施加在单元上
QI c q
密度 比热 温度变化率 外部热量 内部热量
介绍 热传导分析中的基本物理量 -- 温度 Temperature 单位 ℃ -- 热能 Heat energy 单位 J -- 热率 Heat rate power 单位 J/t or W -- 热流量 Heat flux = Power per unit area 单位 J/t/L2 -- ‘热传导率‘ k , 衡量物质中热量流动的能力 单位 J/T/L/℃: 热流量正比于热传导率和温度梯度:
*HEAT TRANSFER 瞬态分析(默认)
*HEAT TRANSFER, STEADY STATE 稳态分析 •在 ABAQUS/Explicit 中，没有单纯的热传导分析选项， 然而可以进 行全耦合的热-应力分析。 •这个功能通过设定适当的边界条件，可以模拟纯热传导工程；
•除空腔辐射和利用用户子程序定义的不均匀热载荷之外，其他在 ABAQUS/Standard 中可以使用的热属性，都可以用在 Explicit 中。
*RADIATE ELSET， R1.， 450， 0.1
单元面编号 *SRADIATE 施加在面上
*CRADIATE SURSET， R.， 450， 0.1
定义辐射边界条件，需要定义Stefan-Boltzmann常数和绝对零度
ABAQUS热传导与热应力分析
•多层复合材料热壳的默认截面点数量为 3 •所有层的单层截面点数量必须相等
边界条件与载荷
边界条件
应力分析中，每个自由度都有一对共轭变量： 位移 -- 作用或反作用力 默认情况下位移是未知的，力是已知的。 热传导分析中，这对共轭变量是 温度 --- 热率(单位时间的能量流) 默认情况下温度是未知的，热率是已知的 -- 已知的热率 = 0， 相当于绝热边界条件； -- 没有外部的能量流进或流出节点。 ABAQUS 中的几种热边界条件和热载荷 1. 在某些节点上预设温度， *BOUNDARY， 自由度11 2. 在某些点上或者某些表面上或者体积内预设热率 q *CFLUX, *DFLUX, *DSFLUX 3. 在某些点上或者某些表面上的边界层（薄膜）条件 *CFILM, *FILM 和 *SFILM 4. 在某些点上或者某些表面上的辐射条件 *CRADIATE, *RADIATE, 和 *SRADIATE 5. 自然边界条件(默认)
典型的，h 是流体雷诺数和流通温度的函数，但也与表面状况如粗糙 度，脏污和方位强相关，因此很难去特征化。
通常，需要用试验校准的方式来确定 h 的取值。
定义 h
q
流体，温度
*FILM PROPERTY, NAME = H1 11.6E-6, 40 14.2E-6, 60 19.3E-6, 80
h是温度的函数
热传导单元定义 •复合材料壳单元
多层复合材料热壳可以被构建 每一层可以是不同厚度，不同主 方向的不同材料组成
t4 材料1 t3 材料1 t2 材料1 t1 材料1
材料特性在 *SHELL SECTION 中定义:
*SHELL SECTION,COMPOSITE LAYER1的厚度， 温度自由度数量(截面点数)， 材料名，材料方向参考的 orientation 名称 LAYER2的厚度， 温度自由度数量(截面点数)， 材料名，材料方向参考的 orientation 名称 LAYER3的厚度， 温度自由度数量(截面点数)， 材料名，材料方向参考的 orientation 名称 …
ABAQUS建模如何施加预应力(残余应力)
ABAQUS建模如何施加预应力之杨若古兰创作本文参考了百度文库中的文章：关键字格式：“”上面的关键字，即绿色部分，全部插于*STEP语句之前（如下图），两语句之间不克不及有空格.施加预应力场只是initial conditions关键字的一个利用，详见帮忙文档，《ABAQUS Analysis User’s Manual》的第节“initial conditions”.实例：点焊所发生的焊点中存在着残存应力，本文就是教大家如何完成焊点残存应力的模拟.道理说明：先在模型上施加一个任意载荷（记为形态1），可得出此载荷感化下模型上的等效节点载荷，然后通过keywords让这个等效节点载荷感化于模型上，使它与之前施加在模型上的载荷相平衡，便得到了一个位移为0的初始形态（记为形态2），该形态下，模型中含有的应力场与形态1不异，只是模型不发生变形而已.具体操纵步调：1、建立无限元模型，部件类型为轴对称2、设置材料常数（本人任意设）3、分析步，设置两个分析步4、设置任意一个本人须要的载荷，此载荷即为与初始应力对应的载荷.让该载荷从分析步2开始感化.分析步1空着.缘由不明.（让载荷从step2开始，得到的分析结果图显示很光滑.但若是让载荷从step1开始并延续到step2，或者从没有step2 的step1开始，得到的分析图都不是光滑，缘由未知.）设置鸿沟条件，从形态Initial开始.5、mesh：网格算法为网格类型为CAX4R6、Job模块下，创建工作名称为“Job-1-1”的名字，提交分析.7、将分析得到的应力场保管为一个文本文件，ipn格式.在visualization模块下，如下图打开field output，并做如下下图响应的设置，最初点OK，此时会在temp目录下发生bb.inp文件.（文件名bb可自行命名）8、用excel打开bb.inp文件.如下图操纵.留意：先打开一个空白的excel文件，再导入文件.删去多余的行号和列号，只保存各个应力分量列.同时，将各个应力分量的科学计数法格式改为显示小数点后5位.并将第一列添加：Part-1-1.1; Part-1-1.2; part-1-1.3 ………(此处的命名规则是：Part-1-1是实体的名字，可在edit keywords中查找“*Instance，name=part-1-1,part=part-1”语句，此句中绿色部分即为实体名，实体名后面的“点+数字”暗示的是此实体下第几个节点，比方“.2”暗示第二个节点)8、1、下图被框选的部分为应力场，是须要保存的，其余的行和列都删除.得到下下图.8、2、如何填充“”在A1格中输入“”,然后拔取此单元格，拖动excel中的滑动条到数据最初一行，按住“shift”键的同时点击鼠标左键，定位到最初一单元格，此时，须要填充的单元列都被选中.8、3、使用填充功能，点击序列.如下图操纵，可完成.8、4、将各个应力分量的科学计数法格式改为显示小数点后5位.框选所有应力分量单元格，快捷键：“ctrl”+数字“1”.做如下图调整.9、将文件另存为如下图，出现的提示信息，单击“是”即可.10、将保存的CSV文件重命名为后缀为dat文件.11、返回本来的Abaqus模型，单击edit keywords.鼠标定位到后面敲回车，然后输入红线所标识表记标帜的文字.12、在完成上述所有工作后，返回Job模块下，可以重命名之前的job名称，也可新建一个新的job名称，然后提交，进行分析.可以发现，应力结果和本来一样，但是位移结果接近于零了.。
ABAQUS应用培训-07 热分析实例
7. Mesh：seed part，mesh part, *** Assign element type: heat tr.. 根据傅里叶定律，解析解：
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2015/7/5
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ABAQUS传热分析-瞬态热分析
在稳态分析模型的接触上，做出如下修改
1. 2. 3. Material：conductivity 80W/(Cmm),Density,2.7e-9,Special heat 0.8 Step：Heat transfer Transient, time 0.00001
求解传热问题的提法为，在满足边界条件及初始条件的许可温度场中，真 实的温度场使以下泛函 I 取极小值，即
BC S1 , S 2 , S 3 T IC
min
I
1 T 2 T T T x ( ) y ( ) 2 z ( ) 2 2( Q cT )T d 2 x y z t
Fourier传热定律 能量守恒定律
控制方程
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3
传热过程的基本方程
• Fourier定律：单位时间内通过单位截面积所传递的热量（热流密度， Heat Flux）正比于当地垂直于截面方向上的温度变化率（梯度），热 量传递的方向与温度升高的方向相反。
q k
t x
k为导热系数或热导率[W/(oC▪m)]
1
T 2 T 2 T 2 1 2 x ( x ) y ( y ) z ( z ) d S2 q f TdA 2 S3 hc T T dA
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稳态传热过程的有限元分析列式
将物体离散为单元体，将单元的温度场表示为节点温度的插值关系，有
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