天天即时：基于Simcenter 3D的结构稳态热变形分析方法

适用版本：NX/Simcenter 3D 7.5以上版本

零件在受热时由于温度分布不均会产生一定的热变形，可能会影响装配工艺，甚至影响零件本身的力学性能。

热应变分析可以是稳态的，也可以是瞬态的，这取决于温度分布的形式，本文先从稳态热应变分析着手。温度分布的结果来自于热力学软件的计算结果，可以使用Simcenter 3D，也可以使用ansys、abaqus等软件，本文的操作全部基于Simcenter 3D。操作可分为两个步骤，先计算热力学分析，求解出温度分布；再将温度映射到结构上，进行热变形分析。

(资料图片仅供参考)

创建好有限元模型后，在sim文件中创建一个解算方案，名称为“THERMAL”，分析类型选择“热”，解算类型选择“SOL153稳态非线性传热”，点击创建解算方案，再点击确定。

图1

施加热载荷和热边界，本文中的热分析过程以演示流程为主，所以仅施加了一个热约束和对流，计算出简单的温度分布。实际工作中读者可以根据真实的情况来计算稳态热分布。计算结束后得到op2结果文件，保存待用。

图2

在sim文件中创建一个解算方案，名称为”STRUCTURE”，分析类型选择“结构”，解算类型选择“SOL101线性静态-全局约束”，点击创建解算方案，再点击确定。

图3

先创建一个固定约束。再右击“subcase”下方的“载荷”，新建“温度集”，用于映射温度。

图4

点击创建载荷类型中的温度，类型选择“温度-外部时间无关”，文件类型选择“Nastran温度”，并指定上一步求解出来的温度结果，点击确定。此时温度结果就映射到了结构网格上，点击确定。

图5

右击“STRUCTURE”，求解，即可得到基于温度分布的热变形结果。

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