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本博文是关于ANSYS与ABAQUS比较之系列博文,本例子使用ABAQUS做热应力分析,后面会使用ANSYS对同一个问题做热应力分析。
【问题描述】
一个带孔平板结构如下图
该平板上边沿固定,左右两边是滚动支座支撑。该板的初始温度是25度,现在要求当温度升高到150度时,板中的应力分布。
已知:材料的弹性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,热膨胀系数是1.35e-5/度。
【问题分析】
1. 分析类型。这是一个平面应力问题,应力的产生是因为温度的变化导致产生了热应变,而该热应变又被约束限制导致热应力的产生。
2. 非线性考虑。只有一个物体,不存在接触非线性;没有材料非线性;没有几何非线性。总之,这就是一个最简单的线弹性分析。
3. 几何建模。由于该结构左右对称,只取一半研究。
4. 边界条件。除了常规的位移边界条件以外,对该板施加预定义温度场25度,而在第一个分析步修改该温度场的温度为150度。
【求解过程】
1. 创建部件
只取一半建模,它是一个二维的可变形部件。
2. 定义材料属性
只需要定义弹性模量,泊松比及线膨胀系数。
3. 定义截面属性
创建均质的实体截面,并将上述材料属性赋予给它,然后将该截面属性赋予给前面的部件。
4. 装配部件
唯一的部件,导入到装配即可。
5.设置分析步
两个分析步。
新创建的分析步是最一般的静力学通用分析步。
6.定义载荷和边界条件
首先定义位移边界条件,在初始分析步中,固定上边,左右两边施加X方向的位移限制。
使用预定义场确定温度。
对整块板施加25度的初始温度。
在第一个分析步将该温度修改为150度
7.划分网格
使用2mm的单元尺寸划分网格如下图
8.定义并提交作业
定义作业并提交
9.后处理
查看150度时结构的应力分布
可见,在应力集中处应力最大,达到5.5Mpa左右。