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7_monster

新虫 (初入文坛)

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虫号: 5133181
注册: 2016-10-18
专业: 机械结构强度学

[求助] ANSYS Workbench关于双层套管的热结构耦合问题已有1人参与

各位大神，本人有一热固耦合的算例问题想请教各位大神。

【模型】
一个双层金属管，外径分别10mm、15mm，壁厚0.6mm、0.7mm，长4m，上下两个端塞电焊，整个形成一个内腔。模拟内外管壁由于热膨胀不均，在端塞连接处的应力大小。材料杨氏模量7GPA，泊松比0.25。
1.jpg

通过Steady-State Thermal，定义一个外层管材料的轴向热膨胀系数，使外层管轴向热膨胀3mm，而内层管壁热膨胀为0（设内管热膨胀系数为0），将此热应力结果作为Static Structural边界条件。

Static Structural载荷如下：
①外界压强；②内腔压强；③轴向12层定位架，每层4个点支撑（因为管子沿轴向热膨胀，所以这个载荷定义成抵抗管子生长的轴向摩擦力，作用在点上）；④下端塞底面y方向位移为0。
2.jpg

最后求解最大等效应力和内外管壁的轴向位移。
我有两个问题一直没想出来，请教各位大神！！！
问题①：计算出来的结果弯曲特别大，不合常理。是哪里设错了吗？理论分析应该是：外管轴向只生长3mm，而内管不生长，由于上下端塞的约束，外管受压，内管受拉，最后综合变形应该很小。
3.jpg

问题②：下图是Y方向Normal Stress，应该内管受拉为正，外管受压为负。为什么内管有一条绿的是负的？外管有一条红的是正的？
4.jpg

我的网格只设置了Sizing为1mm，网格结果看着还不错。
本人刚刚接触ANSYS Workbench，希望厉害的大神传道授业解惑！！！感谢感谢！！！