定义热研究


使用以下指南来选择热研究、定义热载荷及应用热连接件。

选择一种热研究类型

可以在“创建研究”(或“修改研究”)对话框中选择以下热研究类型中的一种,以定义热研究:

  • 稳态热传递(用于稳态热传递分析

  • 对于热应力分析(结合热传递分析和结构分析的结果),使用下列研究类型中的一种:

    • 稳态热传递 + 线性静态

      示例:

      要了解如何定义和检查水管热应力分析,请尝试教程执行热应力分析

    • 稳态热传递 + 线性屈曲

  • 瞬态热传递(用于瞬态热传递分析

    示例:

    要以刹车盘零件为例了解如何定义和查看瞬态热研究,请参见定义和查看瞬态热传递研究

定义热载荷和热约束

不同于其他类型的研究,您可以使用功能区上热载荷组中的命令定义热研究中的热载荷和热约束。

  • 要对所选实体持续应用一个固定温度时,使用温度命令。假定模型处于热平衡状态。您还可以使用温度命令作为约束来定义热模型内热源或散热器的已知温度限制。

    注释:

    要将固定温度施加于整个模型,使用体载荷组→本体温度命令。

  • 使用以下命令来指定热能交换和热传递:

    • 对流

    • 辐射

  • 使用以下命令来指定热功率、生热或热传递:

    • 热通量(对于面和曲面)

    • 生热(对于装配中的体)

    示例:

    可以使用热通量命令或生热命令来研究热能通过建筑或消费品(例如,冰箱或冰柜)的绝缘壁传递的效果。为最大可能减少热传递,可以确定最适宜的壁厚度和最佳绝缘材料。

    注释:

    使用热通量或生热载荷时,需要定义散热机制,例如对流载荷或温度载荷。

    有关更多信息,请参阅热载荷

定义热连接件

热连接件在面和曲面之间导热,在此模型中没有任何机制可进行此操作。可以使用它们来定义隔热面和曲面之间的热阻。

对于装配和多体零件,可使用以下命令之一定义热连接件。

  • 定义新的热研究时,可以使用创建研究对话框中的连接件选项区段自动创建热连接件:

  • 连接件组中使用以下命令时,还可以选择连接件类型或热粘连连接件类型:

    自动命令

    手动命令

    注释:

    如果使用自动命令来定义热耦合研究的连接件,必须选择该命令两次:一次为热分析定义热连接件,然后再次为线性静态分析定义结构连接件。

不必定义装配连接件即可对装配模型的稳态热研究求解。在这种情况下,非辐射载荷不在体之间传递热。这与一个定义了连接件的类似研究得出的结果不同。

装配模型的封闭辐射研究不需要装配连接件。

定义散热机制

在具有热源的稳态热研究中,必须定义散热机制。您可通过以下方法满足此要求:

  • 在研究几何体的相对端施加热度载荷,以获得温度梯度。

  • 在一端使用对流载荷以消散应用于另一端的热载荷。

请参阅以下插图。

已应用热载荷

结果

左表面的温度载荷 = 100°C。

整个体的温度为 100°C。没有梯度结果。

左表面的温度载荷 = 100°C。

右表面的温度载荷 = 35°C。

温度分布在体中。

左表面的生热载荷 = 1W。

温度无限升高,这是因为定义了热源,但未将抵消热载荷应用于右表面。

没有可能的解;系统将显示错误消息。

左表面的生热载荷 = 1W。

右表面的对流载荷。

温度分布在体中。

注释:

在结构框架模型的热研究中,如果模型包含刚性链接,则不能定义热载荷。当框架路径不穿过横截面的质心时,会创建刚性链接。

热研究中的材料和单位

热研究要求您为 QY CAD 材料表中的材料定义附加属性。其中包括导热系数、热膨胀系数和比热。需要提供的材料属性取决于您应用的热载荷

热载荷值和材料属性使用 QY CAD 选项对话框单位选项卡的派生单位表中显示的单位。

热研究选项

可以使用以下对话框以指定热研究选项:

  • 当您应用辐射载荷时,使用辐射载荷选项对话框可以选择辐射载荷类型,并指定环境温度、表面发射率、空腔的数量以及着色。可以使用载荷命令条上的选项按钮打开此对话框。

  • 当您创建或修改一个研究时,可以使用“热载荷选项”对话框来指定自然对流和封闭辐射这些高级热特征。可以通过选择创建研究(或修改研究)对话框上的热载荷选项按钮打开此对话框。

  • 创建研究并选择瞬态热传递研究类型时,会显示瞬态热选项对话框,供您定义瞬态热传递分析的持续时间、时间增量和初始温度。