SS-T：4048 机械属性随温度变化的结构热连接分析

为机械属性随温度变化的材料的排气歧管创建结构热连接分析。

目的
SimSolid 执行无网格结构分析，适用于全功能零件和装配，容忍几何缺陷，并在几秒钟至几分钟内运行。在本教程中，您将执行以下操作：
  • 学习应用随温度变化的机械属性，并将其应用于将通过连接热分析求解的排气歧管
模型描述
本教程需要以下模型文件：
  • Exhaust_Manifold.SLDPRT
  • Temperature_vs_Elascity_modulus.csv
  • Temperature_vs_Poisson's_ratio.csv
  • Temperature_vs_density.csv
  • Temperature_vs_Thermal_expansion_coeffient.csv
图 1.


导入几何体

  1. 启动新 SimSolid 会话。
  2. 点击从文件导入 。
  3. 在打开几何体文件对话框中，选择 Exhaust_Manifold.SLDPRT。
  4. 点击打开。
    装配将加载到模型视窗中。

添加新材料

  1. 在主菜单中，点击设置 ➔ 材料数据库。
  2. 点击添加组，然后根据需要重新命名组。
  3. 右击新组，然后选择添加材料。
  4. 将材料名称输入 304 不锈钢。
  5. 输入下图中显示的值。
    图 2.


创建机械属性的温度曲线

  1. 选择添加弹性模量-温度曲线，然后点击编辑。
  2. 点击导入 .csv。
  3. 确保弹性模量和温度的单位分别为 MPa 和 C，然后点击 确定。
  4. 选择 Temperature_vs_Elascity_modulus.csv 文件，然后点击打开。
    请注意，绘图仪根据从 CSV 文件导入的值显示曲线。
    图 3.


  5. 点击确定。
  6. 选择添加泊松比-温度曲线，然后点击编辑。
  7. 点击导入 .csv。
  8. 确保温度的单位为 C，然后点击 确定。
  9. 选择 Temperature_vs_ Poisson's_ratio.csv 文件，然后点击打开。
    请注意，绘图仪根据从 CSV 导入的值显示曲线。
    图 4.


  10. 点击确定。
  11. 选择添加密度-温度曲线，然后点击编辑。
  12. 点击导入 .csv。
  13. 确保密度和温度的单位为 tonnes/mm3 和 C，然后点击 确定。
  14. 选择 Temperature_vs_ density.csv 文件，然后点击打开。
    请注意，绘图仪根据从 CSV 导入的值显示曲线。
    图 5.


  15. 点击确定。
  16. 选择添加热膨胀-温度曲线，然后点击编辑。
  17. 点击导入 .csv。
  18. 确保温度的单位为 C，然后点击 确定。
  19. 选择 Temperature_vs_ Thermal_expansion_coefficient.csv文件，然后点击打开。
    请注意，绘图仪根据从 CSV 导入的值显示曲线。
    图 6.


  20. 点击确定。
  21. 点击施加。
  22. 点击保存。
图 7.


施加材料

  1. 在工作台上，点击 施加材料。
  2. 确保已选中材料数据库。
  3. 选择 304 不锈钢，然后点击施加于所有零件。
  4. 点击关闭。

创建热稳态子工况

在主窗口工具栏上，点击热分析 > 热稳态。
新分析会显示在项目树中的设计研究 1 下，分析工作台会打开。

施加温度

  1. 在项目树中，点击热分支，打开分析工作台。
  2. 在分析工作台工具栏上，选择 （温度）。
  3. 在对话框中，确认已选中面单选按钮。
  4. 从模型视窗中选择模型上的面。
    图 8.


    1. 确保将温度单位设置为 C。
    2. 对于温度，输入 220。
    3. 点击 确定。
      载荷会出现在热条件下的热分支中。载荷的表示会显示在模型上。
  5. 重复步骤 2 和 3。
  6. 从模型视窗中选择模型上的面。
    图 9.


    1. 确保将温度单位设置为 C。
    2. 对于温度，输入 150。
    3. 点击 确定。
      载荷会出现在热条件下的热分支中。载荷的表示会显示在模型上。
  7. 再次重复步骤 2 和 3。
  8. 从模型视窗中选择模型上的面。
    图 10.


    1. 确保将温度单位设置为 C。
    2. 对于温度，输入 100。
    3. 点击 确定。
      载荷会出现在热条件下的热分支中。载荷的表示会显示在模型上。

施加对流

  1. 在项目树中，点击热分析分支，即可打开分析工作台。
  2. 在工作台工具栏上，点击 对流。
  3. 在对话框中，确认已选中面单选按钮。
  4. 选择外表面。
    1. 在对话框中，选中添加相切面复选框。
    2. 在模型视窗中，选择其中一个外表面。
      该面会与所有相邻的面一起被突出显示。
      图 11.


  5. 对于环境温度，输入 23。
  6. 对于对流换热系数，输入 25。
  7. 点击确定。

编辑 的求解设置

  1. 在项目树的分析分支中，双击求解设置。
  2. 在求解设置对话框中，对于适配，在下拉菜单中选择全局 + 局部。
  3. 点击确定。

运行分析

  1. 在项目树上，打开分析工作台。
  2. 点击 求解。

查看结果

  1. 绘制温度云图。
    1. 在分析工作台工作台上，点击 结果图。
    2. 选择温度。
      会出现图例窗口并显示温度云图。
  2. 在图例窗口中，点击 即可查看模型视窗中的值和位置。
    图 12.


创建结构热分析并定义热载荷

  1. 在主窗口工具栏上，点击结构分析 ➔ 结构热。
    提示： 您还可以右击一个已有的导入热分析，并选择创建关联的分析 > 结构热。
  2. 在热载荷窗口中，选择关联热分析结果。
    在窗口中会自动选择导入热分析。
    注： 如果存在多个分析，请从列表中手动选择导入热分析。
    图 13.


  3. 点击确定。
  4. 双击“结构 1”子工况中的可用设置。
    1. 要使用为应用材料的机械属性添加的温度曲线，请选择温度相关材料复选框。
    2. 点击 确定。

创建固定支座

  1. 在分析工作台上，点击 固定支座。
  2. 在对话框中，确认已选中面单选按钮。
  3. 在模型视窗中，选择下图中高亮显示为橙色的面。
    图 14.


  4. 点击确定。

运行分析

  1. 在项目树上，打开分析工作台。
  2. 点击 求解。

查看合并的结果

  1. 在分析工作台工作台上，点击 结果图。
  2. 选择位移大小。
    图例窗口会显示在模型视窗中。
  3. 关闭所有结果对话框。
图 15.