Question

如何用ansys的命令流进行焊接温度场及应力场计算

Answer 1

分方法：延伸划分、映像划分、自由划分和自适应划分。 延伸网格划分可将一个二维网格延伸成一个三维网格。映像网格划分允许用户将几何模型分解成简单的几部分，然后选择合适的单元属性和网格控制，生成映像网格。ANSYS程序的自由网格划分器功能是十分强大的，可对复杂模型直接划分，避免了用户对各个部分分别划分然后进行组装时各部分网格不匹配带来的麻烦。自适应网格划分是在生成了具有边界条件的实体模型以后，用户指示程序自动地生成有限元网格，分析、估计网格的离散误差，然后重新定义网格大小，再次分析计算、估计网格的离散误差，直至误差低于用户定义的值或达到用户定义的求解次数。板左右两侧，肋板同一侧的两个螺栓孔的中心距为38mm，螺栓孔中心距离底座外缘和肋板均为19mm，轴承孔中心距离底座上表面为44.5mm，肋板厚度为3mm，轴承孔内外孔半径分别为22mm、25mm。
砂型的在整个铸造过程中的作用不言而喻，因此在设计过程中需要参照实际的情况进行，当前依靠经验进行设计的厂家较多，按照实际情况，结合之前的铸造由于温度发生变化，会出现对应的膨胀压缩的情况，这就是线膨胀现象。其变化是在一定的压力值下，温度的改变引起的体积的改变，也就是用热膨胀系数表示，上述中，热膨胀系数随着温度的增加而呈现增大的趋势，温度在0-200的时候线膨胀系数增大速度最快，200-1000的时候速度稍缓，1000之后，线膨胀系数增大速度呈现最慢的情况。
砂型铸造是传统的铸造方法，它适用于各种形状、大小、批量及各种常用合金铸件的生产。砂型参数之间的关系均由下列各图表示出来。弹性模量可视为衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小
说明：又称杨氏模量。弹性材料的一种最重要、最具特征的力学性质。是物体弹性变形难易程度的表征。上述得出的图形中，杨氏模量随着温度的变化呈现出类似线性的递减曲线。一个物体或者一个系统内部之间有温度的差别就会形成热传导，物体内部温度场的分布情况决定了热传导的速度，在实际中存在着很多种类的热传导，其热传导的规律有一定的研究价值，是进行热应力分析的基础。由图可见，所研究的铸件密度是相同的，不会有什么变化，对于实际情况来说，铸件从金属高温液体一直到凝固冷却成型，整个过程特别复杂，其属于一个高温、动态并且是瞬时变化的过程，但是在研究中，为了研究的便利性，必须将其理想化，可以将其设定为密度不变，能够在理想情况下进行此项研究来获取理论的结果，针对其受热、受力情况，再进行实际的调整。

Answer 2

在温度场的实际计算中一般所用的温度参数是混凝土绝热温升0，有两种测定方 法：一是“直接法”，用绝热温升试验直接测定混凝土的绝热温升；另一种是先测定 水泥的水化热，通过计算混凝土的比热、容重与水泥用量之间的关系，得到该结构的 绝热温升，即“间接法”。比较而言，“直接法”相对较为准确，但试验本身操作复杂。 影响混凝土绝热量的主要因素一般可认为有【25J：浇筑时的温度、水泥的品种和用 量，以及组合料的配合比等。由于水泥矿物成分的差别，造成了不同水泥的发热率和 发热量不同，即产生不同的绝热温升，其中铝酸三钙（C3A）的发热率最快，发热量也 最大，其它对绝热温升贡献显著的成分依次为硅酸三钙（c3s）、硅酸二钙（c2s）和铁铝 酸四钙（C社F）。因此，在水泥用量相同的情况下，品种不同（rio组成成分不同）的混凝 土绝热温升也不同。另一方面，水泥越细，其水化反应及发热速率就越快，虽不影响 最终发热量，但对浇筑后的短期温度有较大影响。 在一般的混凝土结构中，由于混凝土的水化反应进程、凝固作用缓慢及逐渐冷却 等发展过程，随着龄期增长，其弹性模量会逐渐增大，而温度应力则大致呈先增大后 减小的趋势，并可分为三个阶段【26】： ①早期应力 一般认为可从浇筑混凝土开始算起，为期约一个月左右，直到水化放热基本结束。 在此阶段，初浇的混凝土水化作用明显，产生大量热量而导致温度快速升高，并伴随 着混凝土凝固而使弹性模量急剧增长。 ②中期应力 一般从水化放热作用基本结束时开始，至混凝土最终冷却到稳定温度时为止。早 期阶段残余的温度应力与该阶段中进一步产生的应力相叠加，并伴随混凝土弹性模量 微幅增长，其增长的幅度则迅速减小。 ③晚期应力 一般认为可从混凝土完全冷却后算起，包括整个使用运行时期。该阶段中无内部 温度变化的来源，温度应力变化完全由外界气温和水温的变化引起。 3．1．2温度场的有限元计算原理 （1）热传导方程 假定从材质均匀、各相同性的固体中取出一个六面体微元Dxdvdz来进行结构温 度场的计算，如图3．1所示【27l： x 图3－1微元热传导原理图 假定在单位时间内，从微元左侧边界流入的热量为qxdydz，从微元右侧边界流出 的热量为qx．咄dydz，则微元体获得的净热量为（qx－qx地）dydz。单位时间内，结构内部 在传热过程中通过单位面积的热量q，其大小与8T／Sx（温度梯度）成正比，其传导方向 则与6T／6X方向相反，即： g。：一A罢生 公式（3．2） gJ2一以—：一：￡f〕氏Lj’么J CⅨ 式中：T为温度，单位为℃；九为导热系数，单位为K耿m％�9�9 ℃）； 假设定义单位体积的水泥在单位时间内，由水泥水化热产生的热量为Qo，则单位 时间内微元体所产生的热量为Q0dxdydz；在时间增量血内，微元体因温度升高而吸 收的热量为： Q：印＿aTd砝xdydz 公式（3—3） Df 式中：c为比热，单位为IO／（Kg＊℃）；P为容重，单位为kg／m3：t为时间，单位 为h。 在完全绝热的条件下，由混凝土水化热作用而引起单元温度上升，其温度度化的 速率为： 塑：旦：一Wq 公式（3—4） 一＝三＝一 公式‘J一4J af cp cp 式中：q为单位重量的水泥在单位时间内经水化作用放出的热量，单位为 kJ／（kg＊h）；0为混凝土的绝热温升，单位为℃；W为水泥用量，单位为kg／m3。 由于热量守衡原理，结构单元由温度升高所吸收的热量值，与其内部水化热和从 外界流入的净热量之和相等。因此综合上述方程组，可得到导热方程如下： 12 一aT＝石k【．万a2T。矿02T‘矿a2TJ．。石Q－h－F－Iar cp 一＝一I一一————，I－一 、叙2 却2 如‖ cp 公式（3－5） 当单元的温度不随时间而变化，即6T／6x＝0时，则可称之为稳定温度场。 （2）初始和边界条件 上述推导得到的热传导方程，反映了物体的内部温度与外部空间、时间之间的相 互关系，理论上有无限多个能够满足该方程的解。因此，若要计算出与真实情况接近 的温度场分布，还需要根据实际工况特点假定一些初始和边界条件。 初始条件主要包括在混凝土浇筑开始的瞬间，结构内部温度场的分布规律，通常 可以认为初始瞬时的温度T0为常数，即T（x，Y，Z，0）＿常数。一般在混凝土浇筑块 温度的计算过程中，可把浇筑温度视为初始温度。 理论上的边界条件一般包括〔28】：混凝土表面与其周围介质相互作用的规律、物体 的空间关系和几何形状等。为方便计算区分，可以依次分为如下四类边界条件129〕： ①混凝土的表面温度为与时间相关的函数T（t），且关系式可假定为己知；假定混 凝土与水接触时，水温即为混凝土的表面温度。 ②混凝土韵表面热流量也是与时间相关的函数0（t），且关系式可假定为己知。 ③当两结构相互接触时，不论其材质差异如何，只要相互之间接触良好，则可假 定其温度和热流量在接触面上为连续的。