热－机结构分析，直接法和间接法有何区别

MILAN3

以计算热应力为例，
直接法：采用具有热自由度和位移自由度的耦合单元（SOLID98）划分网格，直接施加力学和热力学边界条件，计算得出温度和应力结果

间接法：采用热单元（SOLID70）划分网格，施加热力学边界条件，计算得出温度，单元转换（SOLID70--SOLID90），施加力学边界条件，读入前一步温度结果，计算得出应力

请教高手，这两种方法在本质上有区别吗？从操作步骤来看，是不是采用直接法更合适一些？非常感谢。

wu_jixin

我也想知道啊，呵呵

MILAN3

wu_jixin 发表于 2013-11-15 19:53
我也想知道啊，呵呵

直接法采用耦合单元，适用条件是热力学性能和机械性能互想影响，影响是双方向的，比方说，温度变化了，变形随之变化，而变形的变化又引起了温度的变化，这种作用可采用耦合单元来实现。热机结构分析中一般不采用，在电结构分析中采用的较多，如压电结构的分析。
间接法，影响是单方向的，即热影响结构，而结构不影响热。比方说，温度改变，变形随之改变，而变形的改变对温度无影响，热机分析一般是这种类型。先采用热单元进行计算，之后将热单元转化为结构单元，读入热计算得到的温度场，进行得结构计算。
个人理解，可能不完善。

wu_jixin

楼上讲得很清楚，谢谢了

wu_jixin

读入热计算得到的温度场，具体怎么操作啊？？？

MILAN3

wu_jixin 发表于 2013-12-7 19:35
读入热计算得到的温度场，具体怎么操作啊？？？

热_结构分析大概有以下几个步骤：
1。热分析：热单元(SOLID70或其它)，热材料属性，热载荷，热边界条件之类。热计算，得出温度场。
2. 单元转换：热单元转换为结构单元(70单元转换为185单元)，算是热分析到结构分析的一个过度。
GUI:main menu--preprocessor--element type--switch elem type在出现的对话框中选择thermal to struc
3.结构分析：材料结构属性（特别是热膨胀系数），边界条件之类。
读入温度场文件：main menu--solution--define loads--apply--structural--temperature--from therm analy
在出现的对话框点browse,找到热分析产生的 *.rth(或*.rst)文件
结构计算。

wu_jixin

我用solid70分析得出温度分布结果，温度最高22度，参考温度是20度，将rth文件加载用solid45去分析，结果热应力很大，达到几千兆Pa，明显不符合实际，单位肯定是没问题的。是不是单元一定要选择solid185来分析热应力啊？

MILAN3

wu_jixin 发表于 2013-12-17 15:54
我用solid70分析得出温度分布结果，温度最高22度，参考温度是20度，将rth文件加载用solid45去分析，结果热 ...

1 热分析完之后，不需要重新建模，只需要ETCHG即可，70单元会自动转换为185单元，可能还需做一些单元设置
2 在结构分析时一定要设置参考温度，热应力大可能是缺少参考温度设置，默认为0

wu_jixin

感谢楼主啊，我的问题找到了，原来是热膨胀系数的单位搞错了，真是汗啊

wxwieandy

wu_jixin 发表于 2013-12-7 19:35
读入热计算得到的温度场，具体怎么操作啊？？？

读入热分析结果：LDREAD

wxwieandy

感觉ANSYS的直接法热-结构耦合分析是个鸡肋，计算的温度场明显有误