Abaqus在热分析领域的应用探索

Abaqus作为目前最通用的求解器，其在热分析方面有着很强大的模拟功能与求解能力。Abaqus不仅可以进行热传导分析，而且还可以进行温度场与其它场的耦合分析，其提供了以下几种分析类型，来进行热分析：

1.Heat transfer（热传导）

2.Coupled temp-displacement（热-结构耦合分析）

3.Coupled thermal-electric（热-电耦合分析）

4.Coupled thermal-electrical-structural（热-电-结构耦合分析）

① 热传导分析

针对热分析，材料和单元的准确定义尤为重要，Abaqus专门提供了用于此分析的单元（DC3D8）；在材料定义方面Abaqus提供了传导率(Conductivity)、比热容(Specific Heat)、密度(Density)等，另外，对某些特殊效应还可以采用下述材料属性：内部热源生成(Internal heat generation) (Abaqus/Standard only)、用户自定义本构响应 (Abaqus/Standard only)。不仅如此，Abaqus提供了随温度场和场变量变化的传导率(Conductivity)、比热容(Specific Heat)、密度(Density)、弹性模量（EX）、泊松比等参数的定义。

针对热分析类型，Abaqus提供了稳态分析、瞬态分析、非线性分析。

热载荷及边界条件，Abaqus提供了多种形式的温度指定、热通量的指定、对流边界条件的设定、向周围环境辐射的定义、以及自然边界条件与初始条件的设置。

对于热分析中的接触问题，Abaqus提供了热“接触”的方式，通过界面传热、热相互作用、间隙传热、间隙辐射等方式来模拟热在接触位置的传递情况。

② 热耦合分析

热-应力耦合分析是热分析中比不可少的部分，Abaqus提供了两种热-应力耦合分析的方法，顺序耦合分析与完全耦合分析，顺序耦合分析是先进行热传导分析，在用热传导分析的结果来进行热应力分析，其中假设温度可导致热应力，但应力对温度没有响应。完全耦合分析是考虑了两者之间的相互响应。在热耦合分析中，Abaqus提供了针对不同类型的热耦合分析专门的耦合单元，并且面前热传导分析中材料、载荷、边界等的定义在耦合分析中均适用。

③ Abauqs踏面制动热分析

利用Abaqus的Coupled temp-displacement（热-结构耦合分析）分析步进行的完全耦合热分析。

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