冷却过程产生的残余应力

jstj2000

一个装配件，装配过程中各个件加热的温度不同，热装配后冷却到室温，如何模拟冷却后由于收缩不同产生的残余应力？
可否将各个零件热装配时的温度定义为材料的参考温度，然后加载室温作为求解？还是要通过先算室温状态，再加热到装配温度，再冷却到室温三个步骤进行计算？
材料里的参考温度是做什么用的？

bqc

最完整的是分两步，先进行热装配过程中的热分析，然后计算冷却过程。
这里会涉及到材料的属性，它们在不同的温度下一般会有些差异。

jstj2000

简化一点来说，两个零件装配，我们假设装配时零件上的温度是均匀的，只是不同的零件温度各不相同，这样省去常见的热分析求解各个件的温度分布，求在冷却到室温后的残余应力？
我试着分析步骤如下：
方法一，设材料的参考温度为各个零件加热后的温度，室温作为温度载荷，加载求解。
方法二，设材料参考温度为室温，先在一个载荷步里加载到各自的加热温度，在第二个载荷步里降到室温。
我发现，第一种方法只是得到从加热装配到冷却这个过程中的应力，不是想要的残余应力，而且应力值非常大。
第二种方法中，第一步得到装配加热过程中的应力，第二步由于加载的室温与参考温度一样，所以第二步计算出来的结果和第一步是一样的。
我的问题是怎么得到冷却过程中由于加热温度不同带来的残余应力？
在第二种方法里，是不是要在第二步求解时改变材料的参考温度，将其设为各自加热后的温度？

bqc

你是否有考虑材料非线性呢？就是材料属性在不同参考温度下有不同的赋值

amy8629

我也在做类似的题目，我现在怀疑ANSYS是否有这个功能，它计算出的应力是各个温度点对应过来的应力，而不是考虑由于时间的累计导致的残余应力。

jstj2000

这个问题主要涉及材料的线膨胀系数，这个参数随温度变化一般不大，分析时我忽略掉它的变化。
我试着在第二种方法里第二步求解时改变参考温度为加热后的温度，然后加载到室温计算，结果得到的是从加热后到冷却这个过程的应力，与方法一得到的结果相同，没有把前一步的计算结果累积进来，我的理解，这个分析，ansys 计算热应力主要是加载温度和参考温度之差乘以线膨胀系数得出应变，再得出应力。跟中间过程没有关系。我遇到的问题与amy8629说的类似，残余应力该如何计算，软件提供我们求解工具，怎么去模拟实际情况，需要设置合适的边界条件，灵活运用分析工具所提供的方法，如果有大虾以前的经验分享，可以缩短摸索的时间，点鼠标菜单很简单，但要弄清楚怎么点，花费的时间就可能很长。
谢谢各位参与，欢迎继续讨论。