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北京石油化工学院2026年研究生招生接收调剂公告
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SundyWANG

铁虫 (正式写手)

[求助] 热应力热应变仿真 已有4人参与

钛合金活塞基体上有非金属喷涂层，想知道它在环境温度77K和350K时的热应力和应变。实际温度是77k到350k变化的。我想知道在最大最小温度的热应变，应力

热应力热应变仿真


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1楼 2016-11-01 07:49:05
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shgao20

专家顾问 (职业作家)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
关键问题是：在最低或最高温度时，结构中的温度是均匀的还是不均匀的？
  如果结果中的温度是均匀的，只要分别对最低和最高温度做静力分析即可。否则的话，需要先做一次瞬态热分析，然后分别对最低和最高温度做静力分析。
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SundyWANG
2楼2016-11-01 09:06:08
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SundyWANG

铁虫 (正式写手)
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引用回帖:
2楼: Originally posted by shgao20 at 2016-11-01 09:06:08
关键问题是：在最低或最高温度时，结构中的温度是均匀的还是不均匀的？
  如果结果中的温度是均匀的，只要分别对最低和最高温度做静力分析即可。否则的话，需要先做一次瞬态热分析，然后分别对最低和最高温度做静力 ...

是均匀的

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3楼2016-11-01 09:36:17
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wxwieandy

银虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
SundyWANG: 金币+10, ★★★很有帮助 2016-11-01 10:57:02
这是一个热-结构耦合计算问题，设定温度边界条件：初始温度77K，最终温度350k
第一步：计算温度场，获得模型在升温过程中的整体温度分布
第二部：将温度作为边界条件，计算热应力
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SundyWANG
4楼2016-11-01 10:30:40
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SundyWANG

铁虫 (正式写手)
送红花一朵
引用回帖:
4楼: Originally posted by wxwieandy at 2016-11-01 10:30:40
这是一个热-结构耦合计算问题，设定温度边界条件：初始温度77K，最终温度350k
第一步：计算温度场，获得模型在升温过程中的整体温度分布
第二部：将温度作为边界条件，计算热应力

能帮忙仿真一下吗？

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5楼2016-11-01 10:56:38
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kingspin

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1
结构很简单，以金属为主，传热很快，因此第一步的温度场计算可以省掉，直接在所有节点上加载一个随时间变化的温度场就可以了。
实际上你的这个东西手算就可以知道个大概了。假设室温下无内应力，涂层很薄，因此不考虑应变在厚度方向的分布，采用等应变假设，即任何温度下，涂层和下面的钛面内应变相同。任意温度下，二者的热应变为CTE*（T-T0），总应变相等，由于膨胀系数差别会存在一个平衡应变，平衡应变sigma为二者热应变差的绝对值。因为热应变不产生应力，平衡应变会导致应力，因而可以算出两种材料上的应力绝对值Stressi=Ei*Sigma，其中i=陶瓷，钛。热膨胀系数小的材料受拉应力，大的受压应力。
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6楼2016-11-01 11:15:14
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SundyWANG

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
6楼: Originally posted by kingspin at 2016-11-01 11:15:14
结构很简单，以金属为主，传热很快，因此第一步的温度场计算可以省掉，直接在所有节点上加载一个随时间变化的温度场就可以了。
实际上你的这个东西手算就可以知道个大概了。假设室温下无内应力，涂层很薄，因此不考 ...

图层是聚合物，线膨胀系数跟钛合金相差一个数量级，图层厚度是0.1毫米，集体直径为9.0毫米。他们在高温和低温的应力状态是不同的，平时试验会出现过喷涂层脱落，所以想仿真一下以指导工艺的改进。

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7楼2016-11-01 16:19:30
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kingspin

木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
SundyWANG: 金币+2, ★有帮助 2016-11-01 22:12:06
引用回帖:
7楼: Originally posted by SundyWANG at 2016-11-01 16:19:30
图层是聚合物，线膨胀系数跟钛合金相差一个数量级，图层厚度是0.1毫米，集体直径为9.0毫米。他们在高温和低温的应力状态是不同的，平时试验会出现过喷涂层脱落，所以想仿真一下以指导工艺的改进。
...

平衡二者热应变的力你可以理解为界面上的剪切力，手算一样可以得到。不过知道了剪切力大小对改进工艺似乎也没有什么直接帮助
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8楼2016-11-01 17:34:48
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SundyWANG

铁虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by kingspin at 2016-11-01 17:34:48
平衡二者热应变的力你可以理解为界面上的剪切力，手算一样可以得到。不过知道了剪切力大小对改进工艺似乎也没有什么直接帮助...

可以通过表面处理加强结合力。

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9楼2016-11-01 22:11:39
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孩心浪漫

新虫 (小有名气)
ansys多载荷步分析，杠杠的

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10楼2016-11-02 08:07:34
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