教程：稳态热应力分析

打开 FE_water_pipe.par。

仿真模型在 \Program Files\UDS\QY CAD 2022\Training\Simulation 文件夹中提供。

创建热耦合研究。

1. 选择仿真选项卡→研究组→新建研究。

   

2. 从研究类型列表中，选择稳态热传递 + 线性静态，然后从网格类型列表中，选择四面体。

   

3. 单击选项按钮，然后确认是否已选中以下结果选项：

   

4. 单击确定。

注释:

由于此文件为零件文件，因此该几何体会自动包括在研究中。新研究会在仿真窗格中列出。

定义结构载荷和约束。

1. 选择仿真选项卡→约束组→固定 ，然后选择零件两侧的两个倒圆面。

   

2. 右键单击以接受，然后单击以完成。

   在模型上和仿真窗格中都可以看到完成的约束。

   

   

3. 要考虑重力对水管的影响，请选择仿真选项卡→体载荷组→重力命令 。

4. 右键单击以接受默认的重力方向（向下）和默认值 981.000 cm/s^2，然后单击以完成。

   图形窗口和仿真窗格中均会显示重力载荷。

定义热载荷和约束。

1. 应用温度载荷，以指定预期的最高水温。选择仿真选项卡→热载荷组→温度 。

2. 选择内部圆柱，如下所示，然后在值框中键入 100.000 C。（这相当于 212 华氏度）。

   

3. 右键单击以输入温度，然后单击以完成。

   注释:

   指定最高水温的热温度载荷将在模型中充当热约束。

   图形窗口和仿真窗格中均会显示温度载荷。

   

   

4. 应用对流载荷，从水管分散热。选择仿真选项卡→热载荷组→对流 ，然后选择除内部圆柱以外的所有模型曲面。

   提示:

   为此，您可以拖动零件周围的框，然后使用 Shift + 单击以取消选择内部圆柱。

   

5. 在动态输入框中，执行以下所有操作：

   1. 按住 Tab 键以接受对流传热系数的默认值 1.000 W/m^2–K，此系数也称为热传递系数。

   2. 将环境温度值更改为 10.000 摄氏度。（这相当于 50 华氏度）。

   3. 右键单击以确认值。

   

6. 单击以完成。

图形窗口以及仿真窗格中均会显示该对流载荷。

对模型划分网格。

1. 在仿真窗格中，关闭载荷和约束。

2. 选择网格命令。选择网格。

   片刻之后，将显示划分网格的模型。

   

单击求解 。

在热耦合研究中，首先会处理热分析，然后处理结构分析。

片刻之后，将显示仿真结果环境。图形窗口中将显示默认结果图 Von Mises 应力。红色箭头指示的值是屈服应力值。

查看热应力分析结果。

1. 展开结果→仿真窗格一级中的图收集器。

   可看到热应力分析耦合研究生成两个结果类别：热和静态：

   

2. 展开图→静态节点。

   观察线性静态分析生成的两类图（“位移”和“应力”）。

   

3. 展开图→静态→应力节点。

   

   观察以下情况：

   • 当前显示的结果图（Von Mises 应力）将以蓝色文本列出。

   • 默认情况下，安全系数结果图会在应力结果中生成；以黑色文本列出。

   • 未处理的结果将以灰色文本列出。

4. 右键单击安全系数图名称，然后选择视图。

   注意，将会使用 Spotlight 色谱（红色、黄色、绿色），以及所有结果比例（实际安全系数值）来显示安全系数图。可以使用颜色条选项卡更改这些设置及其他设置。例如，可以选择用户定义比例，并输入适用于模型的最小和最大的安全系数值。

   注释:

   安全系数值基于材料应力值。值越高，材料出现故障的可能性越低。有关更多信息，请参见应力分量图帮助主题中的安全系数图。

   此结果图表明，您希望通过将肋板添加到管道或更改材料来减轻热。

   

5. 在仿真窗格中，双击图名称 Von Mises 应力，将其在图形窗口中重新显示。

6. 选择主页选项卡→显示选项 ，然后选中变形和未变形模型复选框。单击关闭。

   

7. 展开图→热→温度节点和作用温度节点。

   

8. 双击温度结果图名称，以处理并显示结果。

   温度图将在主模型中显示结果。

   

9. 双击作用温度结果图名称以处理并显示结果。

10. 单击显示选项 ，然后选择变形复选框。单击关闭。

    作用温度图将在变形的模型中显示结果。

    

    提示:

    要在对研究求解时自动生成作用温度图，请在创建研究（或修改研究）对话框中结果部分选中作用温度复选框。

保存并关闭此文件。