Abaqus热分析实验报告

ABAQUS顺序热力耦合分析实例

ABAQUS顺序热力耦合分析实例此实例中需要确定一个冷却栅管的温度场分布。

温度场的求解采用稳态热分析，在此之后还将进行热应力分析来求出冷却栅管在温度作用下产生的位移和应力分布。

由于冷却栅管比较长，并且是轴对称结构，根据上述特点，可以简化有限元分析模型。

此实例中使用国际单位制。

1、part中创建轴对称可变形壳体，大致尺寸为1，通过creat line创建一个封闭曲线（0.127,0）（0.304,0）（0.304,0.006）（0.152,0.006）（0.152,0.031）（0.127,0.031）（0.127,0）使用creat Fillet功能对模型倒角处设置0.005的倒圆角。

倒角后，模型并未改变，需要在模型树中，part下的Features右键，Regenerate，最终模型如下图所示。

2、在材料模块中定义密度7800，弹性模量1.93E11，泊松比0.3。

所不同的是，热分析还需要指定热传导系数以及比热。

在Thermal里输入参数，热铲刀系数25.96，比热451。

3、创建截面属性以及装备部件，和普通的静力分析设置一样。

4、Step有所不同，分析类型仍为通用分析步，下面要更改为Heat Transfer。

在Edit Step窗口中，使用默认的瞬态分析（Transient），时长设置为3s。

切换到Incrementatin进行相应的设置，如下图。

5、Load模块中，设置左边温度为100度，右边及上边温度为20度。

Creat BC，类型选择Other>Temperature。

在纯粹的热传导分析方程中，没有位移项，因此不会发生刚体位移，这里也就不需要设置位移边界条件。

6、接下来划分网格，种子尺寸给0.005，单元类型需要在单元族中选择专门用来热分析的Heat Transfer，查看下面确保使用的单元为DCAX4。

使用结构化的全四边形网格划分方法。

7、到此，热分析的设置已经完成，可以提交计算，完成后，查看变量NT11即为节点温度。

基于ABAQUS的机械夹持器热分析

基于ABAQUS的机械夹持器热分析基于ABAQUS的机械夹持器热分析摘要：本文基于ABAQUS软件，对机械夹持器的热分析进行了详细的研究。

通过建立相应的计算模型并设置边界条件，对机械夹持器在工作过程中的温度分布和热状况进行了模拟和分析。

研究结果表明，在一定工作时间下，机械夹持器的热量会逐渐积累并导致温度升高，进而影响其工作性能。

本文可为夹持器的设计和优化提供理论依据。

关键词：机械夹持器；热分析；温度分布；模拟；优化一、引言机械夹持器是机械系统中常用的一种夹紧装置，广泛应用于工业生产中，目的是夹住工件以防止其运动。

一般情况下，机械夹持器在工作过程中会产生大量的热量，而热量的积累会导致夹持器温度升高，进而影响其工作性能和寿命。

因此，对机械夹持器的热分析具有重要的意义。

二、建立ABAQUS模型根据机械夹持器的结构和工作原理，我们建立了一个三维的计算模型。

模型的几何参数和材料参数均参考实际工程，以保证计算结果的准确性。

在模型的加载方面，我们考虑了夹持器在实际工作中的边界条件，并设置了适当的约束和加载条件，例如夹紧力和工作时间。

通过这些设置，我们可以模拟夹持器在一定时间内的工作状态。

三、分析夹持器的温度分布利用ABAQUS软件对机械夹持器进行了热分析，得到了夹持器在工作过程中的温度分布图。

图中显示，夹持器的温度随着工作时间的增加而逐渐升高。

这是因为机械夹持器在工作时会产生大量的摩擦热和机械能转化为热能，而这些热量会随着工作时间的增加而积累，导致夹持器的温度上升。

四、分析夹持器的热状况在夹持器的热分析中，我们还对夹持器的热状况进行了分析。

根据计算结果，我们发现夹持器的热状况主要包括温度、热应变和热位移。

其中，温度是影响夹持器性能和寿命的主要因素之一。

随着工作时间的增加，夹持器的温度会逐渐超过其材料的温度极限，这将导致材料的软化和力学性能的恶化。

另外，热应变和热位移也会随着温度的升高而增加，进一步影响夹持器的工作可靠性。

ABAQUS热分析课稿

Q c Iq
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:
•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。
材料热性质定义 •材料的热性质在inp 中的 *MATERIAL 关键字定义
材料热性质定义
热传导率：*CONDUCTIVITY，可以定义各向同性（默认）或各向异性(正交或完全)用 TYPE 参数： *CONDUCTIVITY,TYPE=ISO|ORTHO|ANISO -- 热传导率可以是温度的函数，这样就成了一个非线性问题。 -- 热传导率也可以是任意数量预设的场变量的函数 -- 预设场变量相关的材料性质不会涉及非线性，ABAQUS 使用简单的插值方法确定材料性质。例如: *CONDUCTIVITY,DEPENDENCIES=1 设置包括的预设场变量数量 63.0,20,160 70.5,200,200 温度场变量 … *INITIAL CONDITIOINS,TYPE=FIELD,VAR=1 NALL,160 … *STEP … *FIELD,VARIABLE=1,AMPLITUDE=TIMEVAR NALL,180 … *END STEP

ABAQUS实验报告

ABAQUS实验报告1.实验目的本次实验的主要目的是使用ABAQUS软件对一个具体的结构进行有限元分析，了解结构在受力情况下的变形情况，并通过分析结果评估结构的强度和稳定性。

2.实验对象本次实验选择了一个简单的悬臂梁结构作为分析对象，悬臂梁的尺寸为L=100mm，H=10mm，t=10mm，材料为钢材，杨氏模量为210GPa，泊松比为0.33.实验过程首先，使用ABAQUS软件建立了悬臂梁的有限元模型，包括结构的几何形状、材料性质和边界条件。

然后，施加一个向下的均布载荷在悬臂梁的自由端上，通过有限元分析得到了结构在受力后的应力分布、变形情况和位移等数据。

最终，对分析结果进行评估并提出改进建议。

4.实验结果通过ABAQUS软件进行有限元分析，得到了悬臂梁在受力后的应力分布、变形情况和位移等数据。

其中，悬臂梁在受力后的最大应力出现在悬臂梁的根部，并随着距离自由端的增加逐渐减小；结构的最大变形出现在梁的自由端，变形由中间向两侧逐渐减小；结构的最大位移也出现在梁的自由端。

5.结果分析通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：(1)悬臂梁在受力后的应力、变形和位移分布符合结构力学的基本原理，最大应力、变形和位移出现在悬臂梁的根部和自由端。

(2)结构的受力情况对结构的强度和稳定性有重要影响，必须合理设计结构的几何形状和材料性质。

(3)通过有限元分析可以准确地预测结构在受力情况下的响应，为结构设计和优化提供了有效的工具和方法。

6.结论与建议根据实验结果的分析，可以得出以下结论和建议：(1)结构的几何形状、材料性质和受力情况对结构的强度和稳定性有重要影响，必须合理设计和选择结构的几何形状和材料性质。

(2)有限元分析是一种有效的工具，可以准确地预测结构在受力情况下的响应，为结构设计和优化提供了重要的参考。

(3)在进行结构设计和优化时，应该充分考虑结构的受力情况，避免结构出现应力集中和失稳现象。

综上所述，通过本次实验，我深刻认识到了结构在受力情况下的变形和破坏机制，对结构的强度和稳定性有了更深入的理解。

ABAQUS热分析课稿

材料热性质定义 •材料的热性质在inp 中的 *MATERIAL 关键字定义
材料热性质定义
热传导率：*CONDUCTIVITY，可以定义各向同性（默认）或各向异性(正交或完全)用 TYPE 参数： *CONDUCTIVITY,TYPE=ISO|ORTHO|ANISO -- 热传导率可以是温度的函数，这样就成了一个非线性问题。 -- 热传导率也可以是任意数量预设的场变量的函数 -- 预设场变量相关的材料性质不会涉及非线性，ABAQUS 使用简单的插值方法确定材料性质。例如: *CONDUCTIVITY,DEPENDENCIES=1 设置包括的预设场变量数量 63.0,20,160 70.5,200,200 温度场变量 … *INITIAL CONDITIOINS,TYPE=FIELD,VAR=1 NALL,160 … *STEP … *FIELD,VARIABLE=1,AMPLITUDE=TIMEVAR NALL,180 … *END STEP
Film, coefficient h
边界条件与载荷
3. 边界层(薄膜)条件
*CFILM 施加在节点上
*CFILM NODESET， 100.， 450， 2.3E-3
面积
温度
h
*FILM 二维情况下施加在单边上，三维情况下施加在单元面上
*FILM ELSET， F3.， 450， 2.3E-3
温度 *SFILM 二维情况下施加在面上
•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。

Abaqus热分析实验报告

(一)创建部件1：模块：部件2：点击创建部件工具，弹出创建部件对话框名称：CUP模型空间：三维类型：可变形形状：实体类型：旋转大约尺寸：2003：点击继续，进入草绘模式，首先应当绘制一条构造线，然后为旋转实体绘制如下截面草图4：点击完成，选择上一步创建的构造线作为中心线，弹出编辑旋转对话框，将角度修改为360度5：点击确定，旋转的结果如下（二）定义材料和截面属性1：模块：属性2：点击创建材料工具，弹出编辑材料对话框名称：steel通用→密度，将密度修改为7.85e-9力学→弹性→弹性，将杨氏模量修改为2.1e5，泊松比改为0.3热学→传导率，将传导率修改为36热学→比热，将比热修改为9e8点击确定3：点击创建截面工具名称：Section-1类别：实体类型：均质4：点击继续，弹出编辑截面对话框，材料为steel，点击确定5：点击指派截面工具，框选整个模型为要指派截面的区域6：点击完成，弹出编辑截面指派对话框，选取默认设置，点击确定（三）生成装配件1：模块：装配2：点击创建实例工具，弹出创建实例对话框，选取默认设置，点击确定（四）定义分析步1：模块：分析步2：点击创建分析步工具，弹出创建分析步对话框名称：Step-1程序类型：通用（热传递）3：点击继续，弹出编辑分析步对话框，将响应修改为稳态，点击确定(五)定义相互作用1：模块：相互作用2：点击相互作用管理器工具，弹出相互作用管理器对话框，点击创建，弹出创建相互作用对话框名称：Int-1分析步：Step-1类型：表面热交换条件点击继续，选择如下外圆面点击完成，弹出编辑相互作用对话框膜层散热系数：10e-3环境温度：20点击确定，结果如下图示：3：按照上述类似方法，定义其他4个相互作用关闭相互作用管理器，完成相互作用的定义（六）网格划分为了便于进行网格划分，先对部件进行分区1：模块：部件2：点击拆分几何元素：定义切割平面工具，选择一点及法线指定平面选择下图示一点及法线指定分割平面点击创建分区，完成拆分，结果如下图3：模块：网格对象：部件4：点击为边布种工具，框选整个部件为要布置局部种子的区域5：点击完成，弹出局部种子对话框，将近似单元尺寸修改为5，其余地方选用默认设置，点击确定6：点击指派网格控制属性工具，框选整个部件7：点击完成，弹出网格控制属性对话框，按如下设置，点击确定单元形状：六面体技术：扫掠算法：进阶算法8：点击指派单元类型工具，框选整个部件，点击完成，弹出单元类型对话框，将分析类型修改为热传递，点击确定9：点击为部件划分网格工具，点选是确定为部件划分网格结果如下图（七）创建作业1：模块：作业2：点击作业管理器工具，弹出作业管理器对话框3：点击创建，弹出创建作业对话框4:点击继续，弹出编辑作业对话框，选取默认设置，点击确定5：点击提交，提交作业6：运行过程中，可以点击监控，查看运行状态7：点击结果，进入可视化模块，并在变形图上绘制云图，结果如下。

Abaqus实例教程——交叉管的热分析

Surface film condition(曲面薄膜狀態)
接著我們要加上曲面對流的邊界條件.
w16-Surface film condition.avi
1. 在模型樹中的 Interactions 上快點兩下來製作一個新的互動(interaction).
2. 在 Create Interaction 對話框中, 選取 Surface film condition 作為互動類型
要分析模擬這個零件的熱反應, 需要使用一個熱傳遞(heat transfer)的分析步. 1. 在模型樹中的Steps上快點兩下來製作一個新的分析步. 2. 在 Create Step 對話框中, 選取 Heat transfer 做為分析步的類型然後用以下的參數來製作一個暫態的熱傳遞分析步: • 描述說明(Description): Thermal analysis • 整個分析時間(Total time period) = 200 • 時間增量之最大數量(Max. number of increments allowed) = 100 • 初始增量值(Initial increment size) = 1 • 停止分析步之最小溫度變動率 = 0.5 • 每個增量中所允許之最大溫度變動率= 10 3. 使用其預設之 ODB 輸出資料項. 設定restart frequency 為 5.
plasticProps.inp 檔中讀進這些資料
將此選項打開
在這裡按下滑鼠右鍵
Figure W16–8 Reading plastic material properties from a file.
Copyright 2004 ABAQUS, Inc.
Introduction to ABAQUS

abaqus热分析

热分析:
1977年在日本京都召开的国际热分析协会(ICTA, International Conference on Thermal Analysis)第七次会议对热分析进行了如下定义：热分析是在程序控制温度下，测量物质的物理性质与温度之间关系的一类技术。

最常用的热分析方法有：差(示)热分析(DTA)、热重量法(TG)、导数热重量法(DTG)、差示扫描量热法(DSC)、热机械分析(TMA)和动态热机械分析(DMA)等。

热分析技术在物理、化学、化工、冶金、地质、建材、燃料、轻纺、食品、生物等领域得到广泛应用。

abaqus热分析:
首先在三维软件里面建立相应的几何模型，可以根据实际情况建立给这个几何模型赋予相应的材料书属性，赋完材料和属性之后几何模型会相应的改变颜色，呈现绿色。

需要注意的是，材料的属性中需要包含杨氏模型，泊松比还有热膨胀系数，如果有相应的试验值，最好能够填上试验值。

建立载荷步，类型选择为静态（static）和通用（general）
之后进入load模块进行边界条件的设置，如图所示约束住模型的上边缘的所有自由度
之后还是在这个模块进行预定义场的设置，将初始温度改成室温20℃
为了实现温度的变化情况，我们需要点击第3步中建立的载荷步，点击modified，然后将该载荷步下的温度改为120℃
在mesh模块进行网格划分，采用结构化的四边形网格，划分完网格之后就可以进行分析了
进入到job模块，直接submit我们的工作文件，等到status 显示complete就表示分为完成了，我们可以直接点击submit下方的result或者进入visualization这个模块进行后处理的观察。

这样我们就完成了平板升温时的变形情况。

ABAQUS热分析

NT13 n
NT12 NT11
-- 壳单元表面下方的温度自由度为11（输出变量为NT11） -- 在正表面的温度自由度为 10+n, n 为壳截面上使用截面点的数量 -- 在单层（均质）壳中，截面点在厚度上均匀分布，默认为5个点 -- 每层壳必须是奇数个截面点，这是由 ABAQUS/standard 在厚度上使用分段抛物线
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
温度越高，辐射现象越强
Te = Room temp (23oC) h = 10W/m2/oC 辐射率=1
Film
Heat flux
Radiation
0
100
200
Surface temperature
边界条件与载荷
5. 自然边界条件在任何温度下没有给定热流并没有外部热流的表面，默认条件是通过表面q=0, 即没有通过表面的热流：理想绝热条件这是自然（无热载荷）边界条件，用于诸如施加对称边界条件的时候，如外部热源温度 800oC
•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。
-- 单元在每个壳节点的厚度方向的多个点上提供了温度自由度，这样温度不仅随着壳的参考平面变化，也随厚度方向变化。
确定温度的分布。
ρcθ& = Q − Iq
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 à energy 单位 J -- 热率 Heat rate à power 单位 J/t or W -- 热流量 Heat flux = Power per unit area 单位 J/t/L2

ABAQUS热分析课稿

*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
分布热流量(通过关键字 *DFLUX 或 DSFLUX 施加 *DFLUX 可以施加在面或体上 *DSFLUX 只能施加在面上
*DFLUX， AMP= amp-1 ELHOL， S1， 300
*DSFLUX， AMP= amp-1 SHOL， S， 300
q
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-1-1 -- 边界层系数的重要性: 热传导的结果严重依赖这个参数
边界条件与载荷
1. 预设的温度温度值不变:
*BOUNDARY TNODE， 11，
节点集第一个自由度
11，
最后个自由度
500
温度
变化的温度:
*BOUNDARY, AMPLITUDE = amp-1 TNODE， 11， 11， 500
温度幅值
T
1 500
温度受幅值曲线 amp-1控制
0 1 t 0 1 t
•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

基于ABAQUS的热应力分析

1.1基于ABAQUS的热应力分析1.1.1 温度场数据处理(1)打开INP_Generator.exe，出现如下软件界面：图1.数据处理软件(2)点击“浏览”按钮，选择由FLUENT导出的inp文件所在路径，如下图所示：图2.路径选择(3)点击“生成”按钮，则在inp文件所在路径下自动生成包含多个温度场的ABAQUS输入文件ABAQUSinputfile.inp。

图3.生成包含连续温度场INP文件1.1.2 复材工装模板热应力分析(1)打开ABAQUS，导入inp文件后，打开Tools菜单下“Set - Manager”，如下图所示。

检查是否有名为“PID6”的set，若没有则创建一个名为“PID*”的set，set为模板整体。

（“*”为任意数字或字母）图4.创建SET(2)打开Plug-ins菜单下“CAC Project - Composite Analyse”，弹出如下界面。

在Step1标签中输入用到的材料名称并选择工作路径；在Step2中定义铺层信息，可通过右键删除或添加行；按照Step3和Step4的提示，使用ABAQUS/CAE自身功能完成剩余分析工作。

(a)(b)(c)图5.定义材料及铺层(3)进入Load模块，定义垂直于模板表面平面部分的局部坐标系。

选择“Tools”菜单下“Datum”，Type选择“CSYS”Method选择“3Points”，然后默认点击“Continue”按钮。

依次在模板表面选择坐标原点、X轴上点和XY面上的点，生成局部坐标。

图6.定义模板局部坐标系(4)点击“Create Boundary Condition”按钮，弹出边界条件定义对话框。

Step设为“Initial”，Category选择为“Mechanical”，Types for Selected Step 选择为“Displacement/Rotation”，点击“Continue”，如下图所示：图7.选择约束类型(5)将“Select regions for the boundary condition”选为“by angle”，选中模板下表现所有结点（按住Shift键可多选），点击鼠标中键，弹出如下边界条件编辑对话框，给模板施加U3和UR3约束，CSYS选择为模板局部坐标系。

abaqus热分析

作为最常用的热分析求解器，abas具有强大的求解功能。

ABAQUS不仅可用于热传导分析，还可用于温度场与其它场的耦合分析1传热2耦合温度位移三。

热电耦合分析4热电耦合结构分析①热分析在热分析中，材料和元素的准确定义尤为重要。

ABAQUS为该分析提供了一个单元（dc3d8）。

在材料定义方面，ABAQUS提供导电率、比热、密度等。

此外，对于某些特殊效果，可以使用以下材料特性：内部加热（仅ABAQUS/标准）和用户定义的本构响应（ABAQUS）/标准）。

此外，ABAQUS还提供了电导率、比热、密度、弹性模量（Ex）、泊松比等定义。

根据热分析的类型，ABAQUS提供了稳态分析、瞬态分析和非线性分析。

ABAQUS提供各种形式的温度指定、热流密度指定、对流边界条件设置、周围环境中辐射的定义以及自然边界条件和初始条件的设置。

对于热分析中的接触问题，ABAQUS提供了一种热“接触”方法，通过界面传热、热相互作用、间隙传热和间隙辐射来模拟接触部位的传热。

②热耦合分析热应力耦合分析是热分析的重要组成部分。

ABAQUS提供了两种热应力耦合分析方法：序贯耦合分析和全耦合分析。

序贯耦合分析是先进行热传导分析，然后利用热传导分析的结果进行热应力分析。

假设温度引起热应力，但应力对温度没有反应。

完全耦合分析考虑了两者之间的相互作用。

在热耦合分析中，ABAQUS为不同类型的热耦合分析提供了特殊的耦合单元，热传导分析前的材料、载荷和边界定义适用于耦合分析。

③ABAUQS踏面制动器的热分析使用ABAQUS耦合温度-位移分析步骤执行完全耦合热分析。

Abaqus热分析实验报告

(一)创建部件1：模块：部件2：点击创建部件工具，弹出创建部件对话框名称：CUP模型空间：三维类型：可变形形状：实体类型：旋转大约尺寸：2003：点击继续，进入草绘模式，首先应当绘制一条构造线，然后为旋转实体绘制如下截面草图4：点击完成，选择上一步创建的构造线作为中心线，弹出编辑旋转对话框，将角度修改为360度5：点击确定，旋转的结果如下（二）定义材料和截面属性1：模块：属性2：点击创建材料工具，弹出编辑材料对话框名称：steel通用→密度，将密度修改为7.85e-9力学→弹性→弹性，将杨氏模量修改为2.1e5，泊松比改为0.3热学→传导率，将传导率修改为36热学→比热，将比热修改为9e8点击确定3：点击创建截面工具名称：Section-1类别：实体类型：均质4：点击继续，弹出编辑截面对话框，材料为steel，点击确定5：点击指派截面工具，框选整个模型为要指派截面的区域6：点击完成，弹出编辑截面指派对话框，选取默认设置，点击确定（三）生成装配件1：模块：装配2：点击创建实例工具，弹出创建实例对话框，选取默认设置，点击确定（四）定义分析步1：模块：分析步2：点击创建分析步工具，弹出创建分析步对话框名称：Step-1程序类型：通用（热传递）3：点击继续，弹出编辑分析步对话框，将响应修改为稳态，点击确定(五)定义相互作用1：模块：相互作用2：点击相互作用管理器工具，弹出相互作用管理器对话框，点击创建，弹出创建相互作用对话框名称：Int-1分析步：Step-1类型：表面热交换条件点击继续，选择如下外圆面点击完成，弹出编辑相互作用对话框膜层散热系数：10e-3环境温度：20点击确定，结果如下图示：3：按照上述类似方法，定义其他4个相互作用关闭相互作用管理器，完成相互作用的定义（六）网格划分为了便于进行网格划分，先对部件进行分区1：模块：部件2：点击拆分几何元素：定义切割平面工具，选择一点及法线指定平面选择下图示一点及法线指定分割平面点击创建分区，完成拆分，结果如下图3：模块：网格对象：部件4：点击为边布种工具，框选整个部件为要布置局部种子的区域5：点击完成，弹出局部种子对话框，将近似单元尺寸修改为5，其余地方选用默认设置，点击确定6：点击指派网格控制属性工具，框选整个部件7：点击完成，弹出网格控制属性对话框，按如下设置，点击确定单元形状：六面体技术：扫掠算法：进阶算法8：点击指派单元类型工具，框选整个部件，点击完成，弹出单元类型对话框，将分析类型修改为热传递，点击确定9：点击为部件划分网格工具，点选是确定为部件划分网格结果如下图（七）创建作业1：模块：作业2：点击作业管理器工具，弹出作业管理器对话框3：点击创建，弹出创建作业对话框4:点击继续，弹出编辑作业对话框，选取默认设置，点击确定5：点击提交，提交作业6：运行过程中，可以点击监控，查看运行状态7：点击结果，进入可视化模块，并在变形图上绘制云图，结果如下。

ABAQUS热分析课稿

ABAQUS 专题教程
——热传导和热应力分析
第一讲：固体热传导介绍
概述 • 介绍 • 分析过程 • 材料热性质 • ABAQUS/Standard 中的热传导单元库 • 边界条件和载荷 • 稳态分析 • 瞬态分析 • 非线性分析
介绍
-- ABAQUS 主要是用来进行 ‘应力分析’ 的软件 -- 但ABAQUS 也有一个重要的特性：就是可以求解规模大的、复杂的和多组件模型的热传导问题。 —— 热传导求解能力是从求解热应力问题中发展出来的
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
q k
T x
Ta L
Q
A
Tb
T T b a Q qA kA L
介绍 -- 比热，衡量物质储存热的能力单位： J/M/℃
Q t Vc
时间增量比热温度增量
-- 一维热传导公式
2 c k 2 t x
1 2 2 t x
材料热性质定义 •材料的热性质在inp 中的 *MATERIAL 关键字定义

基于Abaqus车用熔断片电热性能分析研究

基于Abaqus车用熔断片电热性能分析研究Abaqus车用熔断片电热性能分析研究随着汽车使用的普及以及交通规模的不断扩大，汽车行驶过程中发生的交通事故逐渐增多。

为了保证车辆以及乘客的安全，汽车安全系统逐渐得到了广泛的应用。

其中，车用熔断片是一种常见的安全装置，它在车辆发生交通事故时，能够在短时间内切断电路，避免电气设备引起火灾或爆炸。

然而，在熔断的过程中，熔断片会受到高温和大电流的作用，容易导致熔断片烧毁或者报废。

因此，对熔断片的电热性能进行研究，对于提高熔断片的可靠性和安全性具有重要意义。

本文将介绍基于Abaqus有限元软件的车用熔断片电热性能分析研究。

首先，通过建立车用熔断片有限元模型，模拟熔断片在实际工作状态下受到的电流和温度载荷，并对其进行计算和分析。

其中，电流载荷采用了直流30A、10ms脉冲50A以及1秒钟脉冲20A等条件进行模拟，温度载荷则采用了高温和热梯度载荷两种情况进行研究。

在单次脉冲电流载荷作用下，经过计算和分析，得出熔断片的电阻率随着电流的增大而降低，电流密度分布呈现出“杨形分布”的特点，温度分布随着时间的变化而变化，最大温度约为297℃，与实际应用情况匹配良好。

在长时间电流作用下，熔断片的温度随时间逐渐升高，达到稳态后，温度分布均匀，且最大温度约为250℃左右。

在高温载荷作用下，熔断片的温度分布呈现出中心温度高，边缘温度低的特点。

热梯度载荷下，熔断片的温度分布随着时间的不断变化，最大温度约为253℃。

而在实际使用中，熔断片的工作温度很少超过150℃，因此可以认为熔断片在实际使用中具有很好的热稳定性和可靠性。

总的来说，通过基于Abaqus的有限元模拟分析，可以研究车用熔断片在实际使用过程中的电热性能，并且可以预测熔断片在不同条件下的工作状态和性能变化，为熔断片的设计和制造提供重要参考。

在实际应用过程中，应根据实际情况进行选择和使用，并对其进行定期检测和维护，以确保熔断片具有良好的安全性和可靠性。

ABAQUS热分析

温度
h *FILM 二维情况下施加在单边上,三维情况下施加在单元面上 *FILM ELSET, F3., 450, 2.3E-3 温度 *SFILM 二维情况下施加在面上
h
页码，5/14
/view/d16dff05cc17552707220897?pn=2&vw=all&ssid=&from=&bd_page_type=1&uid=806880DB5C59C1... 2013-10-9
/view/d16dff05cc17552707220897?pn=2&vw=all&ssid=&from=&bd_page_type=1&uid=806880DB5C59C1... 2013-10-9-Boltzmann常数和绝对零度 *PHYSICAL CONSTANTS, ABSOLUTE ZERO = -273.16 STEFAN BOLTZMANN = 5.6697E-8 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
页码，6/14 第3/6页
NT13 NT12 NT11
n
-- 壳单元表面下方的温度自由度为11(输出变量为NT11) -- 在正表面的温度自由度为 10+n, n 为壳截面上使用截面点的数量 -- 在单层(均质)壳中,截面点在厚度上均匀分布,默认为5个点 -- 每层壳必须是奇数个截面点,这是由 ABAQUS/standard 在厚度上使用分段抛物线型插值方法决定的.6页
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1 1 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 *C FILM, *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)

基于ABAQUS的铝合金热力耦合分析

870
71.20
900
69.07
970
61.87
1020
53.87
1120
48.53
1320
44.50
热膨胀系数/ (10-6℃-1)
22.6 23.5 24.0 24.9 28.4 29.9 31.4 31.7
2.2 传热分析
2.2.1 创建部件打开 ABAQUS，进入 Part 模块，点击工具区“创建部件”工具，输入部件名 plate，选择三维、可变形、拉伸实体，模型空间大约尺寸设置为 2，进入二维草图绘制界面。点击“创建线矩形”，输入第一点坐标为(0,0)，第二点坐标为(0.8,0.1)，完成草图绘制，输入深度 0.2，完成部件的创建，如图 1 所示。
基于 ABAQUS 的铝合金热力耦合分析
Coupled thermal-mechanical simulation of aluminum alloy based on ABAQUS
学院（系）：运载学部
专
业：航空航天力学与工程
学生姓名：盛国雨
学
号：21203025
手机号码：15524645442
邮
箱：yhyguoyu123@
大连理工大学
Dalian University of Technology
基于 ABAQUS 的铝合金热力耦合数值分析
摘要
使用 ABAQUS 求解热力耦合问题主要有顺序耦合传热和完全热力耦合传热两种类型，顺序耦合传热中首先分析传热分析，然后将所得到温度场当成已知条件，进行热应力分析；完全耦合传热时温度场和应力应变场相互影响，需要同时求解。本文通过使用 ABAQUS 建立铝合金厚板的热力耦合分析模型，其中铝合金的材料力学和热学材料属性都随着温度的变化而发生变化，使用顺序耦合分析方法，先进行传热分析后，将所得结果文件读入后对铝合金厚板进行热力耦合分析，最后得到铝合金厚板的应力、应变、温度等分布规律，将所得结果与完全热力耦合分析所得结果进行比较。关键词：铝合金；顺序热力耦合；完全热力耦合；ABAQUS；

Abaqus在热分析中的应用

Abaqus在热分析中的应用1.前言热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，如热量的获取或损失、热梯度、热流密度等。

热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统等。

Abaqus热分析类型包括稳态传热和瞬态传热，传热方式有热传导，热对流，热辐射三种。

2.问题描述分析电饭煲内的米饭在加热完成后放置6个小时，锅体及米饭的最终温度。

以一套双层锅体双层锅盖的电饭煲的设计为例说明Abaqus/Standard在热分析中的应用。

3.计算模型3.1.有限元模型建立网格划分在Hypermesh中完成，注意网格尺寸，以保证合适的单元数目保证计算时间和计算精度。

有限元模型主要包含以下几个部分：内层锅体、外层锅体、锅底、内层锅盖、外层锅盖、米饭、内外层锅体之间的空气、内外层锅盖之间的空气以及米饭和内层锅盖之间的空气，见图1。

模型中多个接触区域采用了共点划分，如：米饭和锅体之间、米饭和空气之间、空气和锅盖之间，这些地方采用共点的方式来实现他们之间的热传导，在不影响计算结果的情况下大大节省了设模型的时间，也使模型简单化。

图1 有限元模型（剖视图）3.2.材料模型中所用材料参数包含：密度、比热、热传导率和发射率。

3.3.传热方式和加载3.3.1 传热方式：热传递是通过热传导、对流和热辐射三种方式来实现。

在实际的传热过程中，这三种方式往往是伴随着进行的。

模型中通过多种设置实现这三种热传递方式。

传导—热量从系统的一部分传到另一部分或由一个系统传到另一系统的现象叫做热传导，热传导是固体中热传递的主要方式。

模型中通过两种方式来实现热传导。

1）共点网格：模型中除了锅盖和锅体之间的接触外其他的的接触部位假设完全接触，而在接触表面不存在热阻，通过共点来实现模拟。

2）接触对：锅盖与锅体之间的接触部分通过添加接触对来模拟二者之间的热传导，假设二者之间存在0.1mm的空气间隙，通过计算得到热阻系数。

热阻系数=空气热传导率/空气间隙对流—液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循环流动使温度趋于均匀的过程，对流是液体和气体中热传递的特有方式，气体的对流现象比液体明显，对流可分自然对流和强迫对流两种。

abaqus热分析

Abaqus：ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟的有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题。

ABAQUS 包括一个丰富的、可模拟任意几何形状的单元库。

并拥有各种类型的材料模型库，可以模拟典型工程材料的性能，其中包括金属、橡胶、高分子材料、复合材料、钢筋混凝土、可压缩超弹性泡沫材料以及土壤和岩石等地质材料，作为通用的模拟工具，ABAQUS 除了能解决大量结构（应力/ 位移）问题，还可以模拟其他工程领域的许多问题，例如热传导、质量扩散、热电耦合分析、声学分析、岩土力学分析（流体渗透/ 应力耦合分析）及压电介质分析。

模块：ABAQUS/əba:kjus/有两个主求解器模块—ABAQUS/Standard 和ABAQUS/Explicit。

ABAQUS 还包含一个全面支持求解器的图形用户界面，即人机交互前后处理模块—ABAQUS/CAE。

ABAQUS 对某些特殊问题还提供了专用模块来加以解决。

ABAQUS 被广泛地认为是功能最强的有限元软件，可以分析复杂的固体力学结构力学系统，特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题。

ABAQUS 不但可以做单一零件的力学和多物理场的分析，同时还可以做系统级的分析和研究。

ABAQUS 的系统级分析的特点相对于其他的分析软件来说是独一无二的。

由于ABAQUS 优秀的分析能力和模拟复杂系统的可靠性使得ABAQUS被各国的工业和研究中所广泛的采用。

ABAQUS 产品在大量的高科技产品研究中都发挥着巨大的作用。

功能：静态应力/位移分析：包括线性，材料和几何非线性，以及结构断裂分析等动态分析粘弹性/粘塑性响应分析：粘塑性材料结构的响应分析热传导分析：传导，辐射和对流的瞬态或稳态分析质量扩散分析：静水压力造成的质量扩散和渗流分析等耦合分析：热/力耦合，热/电耦合，压/电耦合，流/力耦合，声/力耦合等非线性动态应力/位移分析：可以模拟各种随时间变化的大位移、接触分析等瞬态温度/位移耦合分析：解决力学和热响应及其耦合问题准静态分析：应用显式积分方法求解静态和冲压等准静态问题退火成型过程分析：可以对材料退火热处理过程进行模拟海洋工程结构分析：对海洋工程的特殊载荷如流载荷、浮力、惯性力等进行模拟对海洋工程的特殊结构如锚链、管道、电缆等进行模拟对海洋工程的特殊的连接，如土壤/管柱连接、锚链/海床摩擦、管道/管道相对滑动等进行模拟水下冲击分析：对冲击载荷作用下的水下结构进行分析柔体多体动力学分析：对机构的运动情况进行分析，并和有限元功能结合进行结构和机械的耦合分析，并可以考虑机构运动中的接触和摩擦疲劳分析：根据结构和材料的受载情况统计进行生存力分析和疲劳寿命预估设计灵敏度分析：对结构参数进行灵敏度分析并据此进行结构的优化设计软件除具有上述常规和特殊的分析功能外，在材料模型，单元，载荷、约束及连接等方面也功能强大并各具特点：材料模型：定义了多种材料本构关系及失效准则模型，包括：弹性：线弹性，可以定义材料的模量、泊松比等弹性特性正交各向异性，具有多种典型失效理论，用于复合材料结构分析多孔结构弹性，用于模拟土壤和可挤压泡沫的弹性行为亚弹性，可以考虑应变对模量的影响超弹性，可以模拟橡胶类材料的大应变影响粘弹性，时域和频域的粘弹性材料模型塑性：金属塑性，符合Mises屈服准则的各向同性和遵循Hill准则的各向异性塑性模型铸铁塑性，拉伸为Rankine屈服准则，压缩为Mises屈服准则蠕变，考虑时间硬化和应变硬化定律的各向同性和各向异性蠕变模型扩展的Druker-Prager模型，适合于沙土等粒状材料的不相关流动的模拟Capped Drucker-Prager模型，适合于地质、隧道挖掘等领域Cam-Clay模型，适合于粘土类土壤材料的模拟Mohr-Coulomb模型，这种模型与Capped Druker-Prager 模型类似，但可以考虑不光滑小表面情况泡沫材料模型，可以模拟高度挤压材料，可应用于消费品包装、及车辆安全装置等领域混凝土材料模型，这种模型包含了混凝土弹塑性破坏理论渗透性材料模型，提供了依赖于孔隙比率、饱和度和流速的各向同性和各向异性材料的渗透性模型。

abaqus热分析

ABAQUS作为最常用的求解器，具有强大的仿真功能和热分析求解能力。

ABAQUS 不仅可以用于热传导分析，还可以用于温度场和其他领域的耦合分析1.传热2.耦合温度位移3.耦合热电分析4.耦合热电结构分析①导热分析对于热分析，准确定义材料和元素尤为重要。

ABAQUS为此分析提供了一个单位（dc3d8）。

在材料定义方面，ABAQUS提供电导率，比热，密度等。

此外，对于某些特殊效果，可以使用以下材料属性：内部发热（仅ABAQUS /标准）和用户定义的本构响应（ABAQUS）/标准）。

此外，ABAQUS提供了电导率，比热，密度，弹性模量（Ex），泊松比等的定义。

根据热分析的类型，ABAQUS提供稳态分析，瞬态分析和非线性分析。

ABAQUS提供各种形式的温度指定，热通量指定，对流边界条件设置，对周围环境的辐射的定义以及自然边界条件和初始条件的设置。

对于热分析中的接触问题，ABAQUS提供了一种热“接触”方式，它通过界面传热，热相互作用，间隙传热和间隙辐射来模拟接触位置的传热。

②热耦合分析热应力耦合分析是热分析必不可少的部分。

ABAQUS提供了两种方法进行热应力耦合分析，顺序耦合分析和完全耦合分析。

顺序耦合分析是先进行热传导分析，然后使用热传导分析的结果进行热应力分析。

假定温度会导致热应力，但是应力对温度没有响应。

完整的耦合分析考虑了两者之间的相互反应。

在热耦合分析中，ABAQUS为不同类型的热耦合分析提供了特殊的耦合元素，并且热传导分析前面的材料，载荷和边界的定义适用于耦合分析。

③ABAUQS胎面制动的热分析使用ABAQUS耦合温度位移分析步骤执行完全耦合热分析。