Optistruct热接触分析

当结构中存在接触时，接触状态的改变必然会影响接触面的传热，当传热改变时，结构的温度分布又会发生变化，影响到结构的变形，最终又导致了接触状态的改变。结构分析和热分析之间的相互作用如图 28-13 所示。对于这类问题必须采用热传导与结构应力的双向耦合分析。

OptiStruct 通过 PCONTHT 定义接触面的传热性能，该卡片是 PCONT 卡片的扩展。接触面的传热性能可以是接触间隙的函数或接触压力的函数，也可以同时是接触间隙与接触压力的函数。PCONTHT 卡片定义见表28-3，卡片说明见表 28-4

图 28-13热力双向耦合

表 28-3PCONTHT 卡片说明

表28-4 PCONTHT 卡片说明

详细说明如下，

1）PCONTHT 不支持面面接触(DISCRETE=S2S)。

2）如果 CONTACT 卡片没有引用 PCONT，PCONTHT 也不用设置，默认会采用 KCHTC =AUTO的界面传热。

3）PCONTHT 支持线性稳态、瞬态热分析，非线性稳态、瞬态热分析，也支持一步法瞬态热分析。

4）当采用 STATSUB(STRUCTURE)引用一个静力学工況的接触状态时，TPID 起作用，同时定义 TPID 与 KCHTC 时，最终采用 TPID 值。

5）当采用 STATSUB(STRUCTURE)引用一个静力学工况的接触状态时，TCID起作用，同时定义 TCID 与 KOHTC 时，最终采用 TCID 值。

6）对于 TPID 与 TCID，内部值采用内插的方式得到，超出 TPID/TCID 曲线中给定的范围时传热系数变为零。

7）单独定义 TCID，界面间的传热系数如图28-14a所示，在接触面闭合前，传热系数随间隙变化，一旦闭合后，传热系数将不再改变。

8）单独定义 TPID，界面间的传热系数如图 28-14b 所示，在接触面闭合前，接触界面间的传热系数为0，闭合后接触传热系数随接触压力变化。

9）也可同时定义 TCID 和 TPID，其效果如图 28-14c所示。在接触界面闭合前，传热系数按照TCID 曲线变化;接触界面闭合后，传热系数按照 TPID 曲线变化。

图28-14 接触界面传热系数

传热系数随间隙变化 b)传热系数随接触压力及间隙变化 c)传热系数随接触压力变化

OptiStruct 进行热接触分析的流程如下

1)采用初始时刻的接触状态进行热分析。

2)将热分析的温度结果作为载荷施加到结构上，进行结构静力学分析。

3)更新接触状态，采用新的接触状态进行热分析。

4)检查温度是否收敛，如果不收敛，重复以上步骤，直至收敛。

进行热接触分析的工况设置示例如下。在热分析工况中，通过 STATSUB(STRUCTURE)引用静力学分析工况得到接触状态。在静力学分析工况中，通过 TEMPERATURE(LOAD)引用热分析工况得到温度载荷。

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。