Optistruct热结构耦合分析

热结构耦合分析有两种方法：第一种为单向耦合，即只考虑温度对结构应力的影响：第二种为双向耦合，即温度对结构应力产生影响的同时，由于结构变形(比如接触状态的改变），又会反过来影响热传递。OptiStruct 提供了相应的两种耦合方法，其中，一步法瞬态热应力分析为单向耦合分析，热接触分析为双向耦合分析。

一步法瞬态热应力分析

一步法瞬态热应力分析分为两步:第一步进行瞬态热分析，该瞬态分析可以是线性的，也可以是非线性的;第二步将瞬态分析不同时刻的温度作为载荷施加到静力学分析中，该静力学分析可以是线性分析，也可以是非线性分析。

当静力学分析为线性分析时，瞬态热分析结果中每个时刻的温度会被施加到静力学分析中计算一次。比如在 TSTEP 卡片上设置了 100 个输出，那么这个静力学分析就会进行100 次。这样的计算量是非常大的，为了节省计算量，可以将 TSTEP 卡片上的 N01 字段设置为一个合适的值，在保证精度的同时减少输出、节省计算量。当静力学分析为非线性分析时，瞬态分析的温度结果将在时域范围内映射到静力学分析中。其中涉及两个主要卡片，分别介绍如下。

TEMPT 卡片在时域范围内将温度从一个外部文件或一个内部的工况映射到非线性静力学分析中。卡片定义见表 28-1。

表 28-1 TEMPT 卡片定义

详细说明如下。

1）HST=HFILE 时，从外部文件读入节点温度，此时 HIS 字段为外部文件 ID，通过 ASSIGNHFILE 得到。

2）HST =HSUB 时，从内部的瞬态传热工况得到节点温度，此时 HSI字段为瞬态热传导工況 ID。3）PARAM 允许的参数为 HTINI及 HTFIN。非线性静力学工況t=0 时的温度载荷采用瞬态热分析工况中 HTIN 时刻的温度:非线性静力学工况终止时，采用瞬态热分析工况中 HTFIN 时刻的

温度。

4）瞬态分析中 HIINI 至 HTEIN 之间的温度映射到非线性静力学分析工况的方法如图 28-12 所示HTINI 及 HTFIN 不设置时，瞬态分析从0到终了时刻的所有温度结果将被映射到非线性静力学工况中。

图 28-12温度结果的时域映射

定义 TEMPT 卡片后，还需要在 SUBCASE 中通过 TEMPERATURE 字段引用该卡片。TEMPERA-TURE 卡片定义如下：

TEMPERATURE(type,SUBTYPE=subtype option)= option

卡片说明见表 28-2。

表28-2 TEMPERATURE 卡片说明

下面分别给出瞬态热分析结合线性静力学及非线性静力学分析的示例。

1）瞬态热分析结合线性静力学分析。

2）瞬态热分析结合非线性静力学分析。

该示例中模型的初始温度为 10℃。非线性静力学工况通过 ID为 300 的 TEMPT 卡片引用了 DD为 100 的瞬态热分析工况，并将瞬态工况中所有时间点的温度映射到非线性分析中。该温度将作为载荷，同时也会影响到热相关材料的材料属性。

3）瞬态热分析结合非线性静力学分析。

在该示例中，通过 ASSIGN 卡片从 temp_results. pch 文件读人温度，并分配I 为203。在非线性静力学分析工况中通过 ID 203 引用外部读人的节点温度，并将瞬态分析结果中0.2~0.8时刻的温度映射到非线性分析中。

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。