计算热应变时，热胀系数的参考温度如何设置？

jingfulei · 发表于 2010-10-8 16:54:29

请问：
计算热应变时，热胀系数的参考温度如何设置？
是在初始条件中state variable中设置吗？

mlj0016 · 发表于 2010-10-9 19:10:02

参考温度是什么意思？是指不同温度的热膨胀系数吗？

jingfulei · 发表于 2010-10-11 09:52:41

热应变=热膨胀系数*温度变化量
温度变化量=当前温度-参考温度

wd303256440 · 发表于 2010-10-11 10:08:01

参考温度应该是应该是膨胀系数对应的温度吧！

jingfulei · 发表于 2010-10-11 14:58:56

材料手册上给出的线膨胀系数为20℃～100℃，20℃为参考温度（热膨胀为0），100℃为线膨胀系数对应的温度

jingfulei · 发表于 2010-10-11 15:05:11

本帖最后由 jingfulei 于 2010-10-11 22:52 编辑

我认为，参考温度就是无热应变（热膨胀）的初始温度，应该设置为：初始条件-》机械-》状态变量1-》20℃

mlj0016 · 发表于 2010-10-11 21:53:06

你要是这么套公式可就麻烦了。
按你这么说，假设初始温度为20度，工件整体升温到200度，应力是不是也按照这个公式算呢。实际上根本就不会产生热应力，只会热胀冷缩。
而热应力的产生是由于局部的温度梯度产生的。温度高的部分要膨胀，而温度低的地方限制其膨胀，从而产生了应力。这个温度可以通过设置边界条件求解温度场获得，也可以通过边界条件直接加载获得。

jingfulei · 发表于 2010-10-11 22:29:03

本帖最后由 jingfulei 于 2010-10-11 22:38 编辑

这个参考温度应该是无热应变时的温度（无热膨胀）；
还有一个是无应力状态初始温度（比如高温涂层，在高温条件下对金属表面喷涂涂层，恢复到常温时，会有残余应力；喷涂涂层的温度就是无应力状态初始温度）；
这两个温度应如何设置呢？

jingfulei · 发表于 2010-10-11 22:46:19

本帖最后由 jingfulei 于 2010-10-11 22:59 编辑

我上面给出的公式是计算热应变的。。。不是计算热应力的
另外：ANSYS中热膨胀系数是可以设参考温度的。。

mlj0016 · 发表于 2010-10-12 06:52:04

关于你说的高温涂层，在Initial condition中设置一个初始温度，然后通过边界条件设置降温过程就行了。
你说的在那种设置方式是通过解耦的方式计算。ansys非线性计算能力比较差，用解耦。在marc中通过直接耦合的方式计算更好一些。

jingfulei · 发表于 2010-10-12 11:02:19

ANSYS热膨胀系数中的参考温度就是T0，T0一般为室温20度（好像也有取0度的）。
高温涂层的T0为无应力状态初始温度（一般为几百度），算的时候只需要把T0设为初始温度，边界条件设为室温，同时把热膨胀系数改为以无应力状态初始温度为参考温度（为负的），这样应该就跟一般的热应力计算相同了。

jlcoolmail · 发表于 2010-10-27 16:37:51

在marc中，热膨胀系数是瞬时量，热应变就是热膨胀系数在温度上的积分，如此一来，就无所谓初始温度了。你所给出的热膨胀系数，只是平均热膨胀系数，它乘以温度区间，就是热应变，其实你把热应变对温度求导，就会得到瞬时热膨胀系数。看帮助文档也可以找到。
11# jingfulei

jingfulei · 发表于 2010-10-27 22:06:08

12# jlcoolmail
原来如此，谢谢。

jlcoolmail · 发表于 2010-10-28 15:12:51

如果是使用顺序耦合求解，即先求解温度场，再求解应变，则在后面一个过程中，在状态变量中设置参考温度，如果是使用couple求解，则在温度初始条件中设置参考温度。
13# jingfulei

jingfulei · 发表于 2010-10-28 17:46:32

本帖最后由 jingfulei 于 2010-10-28 17:53 编辑

14# jlcoolmail
啥意思啊，不是用瞬时热膨胀系数就可以了吗？

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