ANSYS热分析培训热接触解析.pptx

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1、接触阻抗温度不同的两个面处于接触状态时，在其界面上温度将会下降；这是由于两个面之间的接触不完全。这种不完全的接触以及由此而产生的接触阻抗会被很多因素所影响，如：面的平整程度面的光滑程度氧化物的存在流体的渗入接触压力面的温度传导油脂的使用D DTTx热接触热接触第1页/共26页ANSYS能够模拟这种情况以及其他复杂的热问题，通过使用.结构热接触的耦合场分析支持通用的热接触分析能力。典型应用：金属成形装配接触燃气涡轮热接触热接触热装配热装配摩擦生热摩擦生热第2页/共26页热接触热接触耦合场单元（PLANE13，SOLID5）和KEYOPT(1)=1的面面接触单元也可以使用单纯的热分析单元固定接触单

2、元所有的结构自由度重要特性：接触面间的热传导摩擦耗能所导致的热生成热对流和/或热辐射具有小间隙的接触面从自由面到环境开放的间隙处的热流输入注意注意:本课程主要讲述接触面之间的热传导。有关热接触其他功能的情本课程主要讲述接触面之间的热传导。有关热接触其他功能的情况请参考况请参考ANSYS相关文档。相关文档。第3页/共26页热接触热接触热传导：q=TCC*(TT-TC)TCC为热接触导热系数（由实常数输入）可以使一个表参数（压力和温度的函数）TT 与TC 分别为目标面及接触面温度当处于接触状态时将关闭热流模型温度在接触面处不连续没有没有 D DT（连续材料）连续材料）D DT（接触面）接触面）第4

3、页/共26页热接触热接触摩擦导致的热生成：q=FHTG*t*vFHTG 为能量转换为热的百分比（由实常数输入）t 为相应的摩擦应力v 为滑动状态热可能被不均等得分配给接触面和目标面：qc=FWGT*FHTG*t*vqt=(1-FWGT)*FHTG*t*v车轮的刹车垫车轮的刹车垫第5页/共26页热接触热接触对流：q=CONV*(TE-TC)CONV 为对流换热系数（可由SFE 施加表参数荷载）TE 为目标面的温度，或者为自由面的环境温度（SFE）TC 为接触面的温度接触面和目标面间的热流 0 gap pinball)只存在接触单元（忽略目标单元）如果存在目标单元，其Keyopt(3)=1 第6页

4、/共26页热接触热接触辐射：q=RDVF*EMIS*SBCT*(TE+TOFFST)4-(TC+TOFFST)4RDVF为辐射的形状系数（由实常数输入）RDVF 可以为表参数（时间、温度，间隙的函数）EMIS 为面的辐射率（材料属性）SBCT为Stefan-Boltzmann常数（由实常数输入）TOFFST 为由绝对温度的温度偏移（命令TOFFST）接触面和目标面间的热流 0 gap pinball 自由面中接触面到环境的热流自由面的确定与对流相同第7页/共26页热接触热接触外部的热流密度输入SFE 只能施加在接触面上（不能施加在目标面上）只有接触状态为开时，热流密度才起作用对近距离的接触，热

5、流密度同时作用在接触面和目标面上对于自由面的情况，热流密度只作用在接触面上自由面的确定与对流相同不能同时在某个单元上施加对流第8页/共26页热接触热接触热接触技巧接触导热系数 TCC单位为 热/(时间*度*面积)一般小于相应的接触实体的导热系数对摩擦生热，TIME 必须有真实的时间单位但是，如果结构的惯性和阻尼不重要，可以关闭瞬态效应以加速求解TIMINT,STRUC,OFF不对称的求解选项会对摩擦滑动有利NROPT,UNSYM第9页/共26页热接触热接触 实例实例热接触传导问题两个具有不同材料属性的实体相接触。实体的两端具有不同但固定得温度值。作用在顶面的力使实体之间存在接触压力。第10页/

6、共26页热接触热接触 实例实例本实例将会简化为平面应变，对称模型来求解。顶面具有 0.01 inches 向下的变形。接触单元包括固定的热传导系数。第11页/共26页热接触热接触 实例实例1.使用输入文件“th_contact.inp”，读入模型。2.使用接触向导创建接触对。第12页/共26页热接触热接触 实例实例选择下方实体的顶部的线作为目标面。第13页/共26页热接触热接触 实例实例选择上方实体的底部的两根线作为接触面。第14页/共26页热接触热接触 实例实例使用缺省设置创建接触对。第15页/共26页热接触热接触 实例实例3.修改接触单元的选项来包括温度自由度。第16页/共26页热接触热接

7、触 实例实例4.修改接触单元实常数来包括接触导热系数（TCC）。第17页/共26页热接触热接触 实例实例本例使用常数 TCC=.001.若接触选项若接触选项第18页/共26页热接触热接触 实例实例5.施加结构分析的边界条件。对称固定 X 和Y方向自由度第19页/共26页热接触热接触 实例实例6.施加强迫的位移。Y方向的位移-0.01 in第20页/共26页热接触热接触 实例实例7.施加热边界条件。Temp=200 FTemp=70 F第21页/共26页热接触热接触 实例实例8.求解9.画出Y方向的变形云图以检验结构分析的结果。第22页/共26页热接触热接触 实例实例10.画节点温度云图注意：接触面处温度的不匹配。记住：TCC=.001.第23页/共26页热接触热接触 实例实例11.现在，修改TCC=1，并再次求解。第24页/共26页热接触热接触 实例实例12.画节点温度云图注意：温度在接触面处连续。记住：TCC=1.第25页/共26页Inventory#01445March 30,200211-26感谢您的观赏！第26页/共26页