搜索基于apdl和workbench的双金属簧片直接加载温度载荷对比
2016-09-02 by:CAE仿真在线 来源:互联网
1.概述
当一个结构发生温度变化,会发生膨胀或收缩。如果其膨胀或收缩受到限制,或者由于温度分布不均导致膨胀收缩程度不同,就会产生热应力。ANSYS提供了三种计算热应力的方法:1)在结构上直接施加温度载荷;2)间接法;3)直接法。
2.本例方法
本例采用的是直接施加温度载荷进行静力学分析,此时的节点温度将作为体载荷,而不是节点自由度。但需要注意的是:1)在apdl利用bfv在体上施加的节点载荷,其实是施加在体上的节点上的;2)在workbench条件下,所谓的实体特征是不具备体编号特性的如果利用bfv施加节点温度,在workbench计算条件下将会发生未知错误,查阅solution information将会发现是因为bfv命令执行时未进行,此时应当改为bf命令,这其实和workbench导入apdl下只有单元是一样的,丧失了面、线、体特征。
3.双金属簧片的结构尺寸和材料属性
图1 双金属簧片结构尺寸图
双金属簧片材料属性如表1所示。
表1 双金属材料属性表
加载温度为100摄氏度。
4.理论解
根据材料力学知识容易得出簧片自由端的挠度为:
5.双金属簧片的apdl实现
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.双金属簧片的workbench实现
(1)模型建立与材料赋予
材料属性的赋予,有两种方式,一种是利用插入命令流(不推荐);另一种是利用Engineering Data(推荐),之所以推荐的原因在于,我们利用wb的原因在于其方便和快捷性,那么如果利用命令流,反而失去其优势,所以还是利用材料属性图形界面输入比较方便。只是,此处存在一个问题:如果直接利用Static Structural是无法输入材料的线膨胀系数的,因而需要利用Engineering Data实现。
(2)模型建立和网格划分
模型建立和网格划分,需要与apdl下的结构尺寸和单元尺寸一致,在这里不再做出赘述。
(3)更改单元类型命令
(4)约束和求解设置
7.求解结果对比
(1)workbench求解结果
(2)apdl求解结果
对比上述记过,wb为0.7108mm,apdl为0.711mm,理论结果为0.7038mm,与理论解基本一致,从而证明有限元解具有较高的精度,因而分析合理。
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