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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 计算模拟区 » 仿真模拟 » ANSYS & ABAQUS » ANSYS热模拟高温拉伸，结构场计算出现问题，麻烦各位帮忙看看，附详细命令流
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xmczhaozhao

铁虫 (小有名气)

[求助] ANSYS热模拟高温拉伸，结构场计算出现问题，麻烦各位帮忙看看，附详细命令流

ANSYS热模拟高温拉伸，结构场计算出现问题，刚上手找不出原因，麻烦各位帮忙看看，附详细命令流如下：
finish
/clear
/filname,relashen003,0    !原先的日志文件
/prep7
ET,1,PLANE55    ! 原先为PLANE55，改高阶看看收敛的问题 ,结果一样
KEYOPT,1,3,1  
MPTEMP,,,,,,,,  
MPTEMP,1,100   !定义不同温度点
MPTEMP,2,200
MPTEMP,3,300
MPTEMP,4,400
MPTEMP,5,500
MPTEMP,6,600
MPTEMP,7,700
MPTEMP,8,800
MPTEMP,9,900
MPTEMP,10,1000
MPTEMP,11,1100
MPTEMP,12,1200
MPDATA,KXX,1,,0.04815     ! 定义材料不同温度下的热传导系数
MPDATA,KXX,1,,0.04647
MPDATA,KXX,1,,0.04396
MPDATA,KXX,1,,0.04145
MPDATA,KXX,1,,0.03810
MPDATA,KXX,1,,0.03517
MPDATA,KXX,1,,0.03182
MPDATA,KXX,1,,0.02596
MPDATA,KXX,1,,0.02596
MPDATA,KXX,1,,0.02680
MPDATA,KXX,1,,0.02880
MPDATA,KXX,1,,0.02973
!MPPLOT,KXX,1
MPTEMP,,,,,,,,      ! 定义材料不同温度下的比热
MPTEMP,1,100
MPTEMP,2,200
MPTEMP,3,400
MPTEMP,4,600
MPTEMP,5,710
MPTEMP,6,750
MPDATA,C,1,,468.9      
MPDATA,C,1,,481.5
MPDATA,C,1,,523.4
MPDATA,C,1,,573.6
MPDATA,C,1,,636
MPDATA,C,1,,636
!MPPLOT,C,1
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,DENS,1,,7.81E-006     ! 密度
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0     
UIMP,1,REFT,,,400     !  定义热膨胀参考温度
MPDATA,ALPX,1,,1e-5   !  定义材料热膨胀系数
MPTEMP,,,,,,,,       ! 定义材料弹性模量和泊松比
!MPTEMP,1,20
!MPTEMP,2,100
!MPTEMP,3,200
!MPTEMP,4,300
MPTEMP,1,400
MPTEMP,2,500
MPTEMP,3,610
MPTEMP,4,660
MPTEMP,5,710
MPTEMP,6,750
!MPDATA,EX,1,,2e5         ! 弹性模量
!MPDATA,EX,1,,1.9e5
!MPDATA,EX,1,,1.7742e5
!MPDATA,EX,1,,1.65e5
MPDATA,EX,1,,1.5233e5
MPDATA,EX,1,,1.3979e5
MPDATA,EX,1,,1.26e5
MPDATA,EX,1,,1.04e5
MPDATA,EX,1,,9.5457e4
MPDATA,EX,1,,4.5e4
!MPDATA,PRXY,1,,0.28      ! 泊松比0.24~0.28
!MPDATA,PRXY,1,,0.28
!MPDATA,PRXY,1,,0.28
!MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPDATA,PRXY,1,,0.28
MPPLOT,EX,1
TB,MISO,1,5,,    !Tb, lab, mat, ntemp,npts,tbopt,eosopt 定义非线性材料特性表
!TBTEMP,20        !Mat: 材料号   Ntemp: 数据的温度数   Npts: 对某一给定温度数据的点数
!TBPT,defi,0.0017627,352.54   !! Miso: 多段线性等向强化（最多100个点）  
!TBPT,defi,0.025,494.6
!TBPT,defi,0.05,587.29
!TBPT,defi,0.1,645.68
!TBPT,defi,0.175,667.44
!TBPT,defi,2,700  !670
TBTEMP,400  
TBPT,defi,0.001050351,160
TBPT,defi,0.025,230
TBPT,defi,0.05,315
TBPT,defi,0.1,350
TBPT,defi,0.175,365
TBPT,defi,2,400  !370
TBTEMP,610
TBPT,defi,0.000713,89.83
TBPT,defi,0.025,93.85
TBPT,defi,0.05,97.11
TBPT,defi,0.075,97.82
TBPT,defi,2,120  !100  
TBTEMP,660
TBPT,defi,0.000635,66.02
TBPT,defi,0.025,73.11
TBPT,defi,0.05,73.81
TBPT,defi,2,100  !75
TBTEMP,710              !TBTEMP,660
TBPT,defi,0.00046,43.91     !TBDATA,,66,92,,,, 双线性等向强化的屈服应力和切线模量
TBPT,defi,0.0084,44.49
TBPT,defi,0.025,45.19
TBPT,defi,2,80   !50
TBTEMP,750
TBPT,defi,0.000834667,37.56
TBPT,defi,0.025,38.7
TBPT,defi,0.05,39.11
TBPT,defi,2,70   !45        
TBPLOT,MISO,1
!*
K,1,0,0        !建模、化分网格
K,2,5,0
K,3,5,25
K,4,0,25
A,1,2,3,4
/PNUM,LINE,1
/PNUM,KP,1
LESIZE,1,,,10
LESIZE,3,,,10
LESIZE,2,,,25,2.5
LESIZE,4,,,25,0.4
AMESH,ALL   !划分单元        改成体单元是VMESH,ALL
SAVE
!*
/SOLU! 进入求解器
TUNIF,20        !定义初始温度
LSEL,S,,,2
NSLL,,1
SF,ALL,CONV,1E-5,1200
!NSEL,S,LOC,X,5          ! 也可以SFL,2,CONV,1E-5,1200
!SF,ALL,CONV,1E-5,1200    !在2号线节点上施加对流换热载荷   
ANTYPE,TRANS  !设置为瞬态分析类型    !TIMINT,OFF  关掉时间积分
KBC,1         ! 设置为阶跃加载方式
OUTRES,,ALL   !  定义结果输出
TOFFST,273    ! 设置温度偏移量
ALLSEL,ALL
AUTOTS,ON     !  打开自动时间开关
DELTIM,50,50,100
TIME,1500       ! 定义求解时间,最后温度874℃
SOLVE
FINISH
!*
/POST1           ! 进入通用后处理
/DSCALE,1,1.0    ! 设置显示比例
SET,LAST         ! 读取最后载荷步文件
PLNSOL,TEMP,,0,  ! 显示温度分布云图
! 第二步，进行结构场分析
FINISH
/FILNAME,relashen004,0
/PREP7
EPLOT
LSCLEAR,ALL  ! 清除温度场载荷     DDEL,ALL  !删除温度载荷
ETCHG,TTS ! 将温度场单元转化为结构场单元，PLANE55改为PLANE42 ，77-82
ET,1,VISCO106 ! 将单元类型1更改为VISCO106大变形分析单元
KEYOPT,1,3,1  ! 更改分析类型为轴对称
KEYOPT,1,5,0
KEYOPT,1,6,0
KEYOPT,1,7,0
TREF,610         ! 定义参考温度
NSEL,S,LOC,Y,0
D,ALL,UY,0  ! 施加下面Y向约束
NSEL,S,LOC,X,0
D,ALL,UX,0  ! 施加对称约束
NSEL,S,LOC,Y,25
D,ALL,UX,0
D,ALL,UY,5  
!F,ALL,FY,10  ! 施加上面力的约束，改为按位移速度加载力的方式
ALLSEL,ALL
FINISH
!*
/SOLU  ! 进入求解器
LDREAD,TEMP,,,1500, ,'relashen003','rth','' ! 读取温度场分析结果
ANTYPE,0 !TRANS    !  设置为瞬态分析选项
!KBC,0   !  斜坡式位移速度加载力载荷方式
!  VELY,0.5  ! 速度边界条件输入使用的标签
NLGEOM,1     !  设置为大变形分析
DELTIM,.01,.001,.2 ! 定义时间子步
OUTRES,ERASE
OUTRES,ALL,ALL  ! 设置输出选项
TIME,2! 定义求解时间
! CNVTOL,F,10000,0.00001,2
! cnvtol,f,5000,0.0005,0      !定义力的收敛准则
! cnvtol,u,10,0.001,2          ! 定义位移的收敛准则
ALLSEL,ALL
SOLVE
!*
/POST1
SET,LAST
PLNSOL,S,EQV,0,1.0  ! 显示等效应力分布云图
/EXPAND,27,AXIS,,,10  ! 设置三维周期扩展选项
PLNSOL,S,EQV,0,1.0
/EXIT,NOSAV   ! 退出ANSYS
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求知的新虫~
1楼 2013-03-17 11:05:22
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xmczhaozhao

铁虫 (小有名气)
是不是把应力图也看成温度图了？按上面的数据不能计算
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求知的新虫~
5楼2013-03-19 15:31:20
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查看全部 15 个回答

htbbzzg

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与，应助指数 +1
xmczhaozhao: 金币+4, ★★★很有帮助 2013-03-18 15:16:39
xiegangmai: 金币+3, 谢谢建议！ 2013-03-24 14:05:23
1  先检查一下材料数据是否正确，比如说：
    你的导热系数定义的温度最i高达到 1200 °，其它材料性能只定义到 750 °，如果温度超过 750 °，结果可能会有问题。
    看你的命令流，你使用的长度单位好像是 mm，如是，则你的密度值不对。因为对这种情况，密度单位应该是 T/mm^3，其中 T - 吨；因此你的密度值应该是 7.81e-9，不是 7.81e-6 （Kg/mm^3）；
    此外，看你的密度和弹性模量值，你的材料应该是钢，那么你定义的导热系数值也就不对了，小了好几个数量级。此外，你的对流换热系数也需要检查一下。
    材料性能出问题，多半是单位制不协调造成的，所以你需要仔细检查一下各材料属性的单位，看是否与：
       mm - T - s   单位制一致。
2  查看温度结果是否合理
    根据你定义的材料性能，估计只在对流换热的线段附近温度有明显变化，远一点的地方温度变化不会很大。
    如确实这样，需要好好检查和修改材料性能数据。
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» 本帖已获得的红花（最新10朵）

xmczhaozhao
2楼2013-03-17 18:02:41
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xmczhaozhao

铁虫 (小有名气)
送鲜花一朵
引用回帖:
2楼: Originally posted by htbbzzg at 2013-03-17 18:02:41
1  先检查一下材料数据是否正确，比如说：
    你的导热系数定义的温度最i高达到 1200 °，其它材料性能只定义到 750 °，如果温度超过 750 °，结果可能会有问题。
    看你的命令流，你使用的长度单位好像是 mm ...

非常之感谢！ 我定义的是45钢的，材料参数能查到的都用上了，我还想在问几个问题：
1  导热系数和比热部分我认为是在温度场用，不影响结构场，所以就定义的多了点，那是不是最好和结构场的应力应变温度对应？
2  我的单位是mm，密度的确对应的是kg/mm^3，我见参考书是这个量级，我就这样定义了，我可以改一下试试，导热系数单位是（W/mm.℃），这个应该没错，换算成一般的（W/m.K）就是乘以10*3了
3  对流换热系数是我自己仿照做实验的那个情况、尺寸算的（文献上没查到），比一般的例子所用的钢材小了一个数量级，我理解是因为我的尺寸小，换热面小，可以吗？我再重新算一下
4  温度结果如图，到505°后就基本均匀分布了，你一说我也不敢肯定说正确不正确了
现在问题是我把各温度下本构关系直接在结构场拉伸，结果正确，那就是本构定义没问题了吧，就是一耦合温度场，读取了温度结果就不对，我改了载荷步大小，能计算，也有结果，就是附图，但是结果不正确，从开始颈缩处应力竟然一直还增大，而且比我定义的强度极限小，更改网格划分竟然出现中间缩回去的结果，我还应该再从哪里修改模拟了？我觉得还是哪里有问题，就是不知道再从哪里下手，稳态的我也算过了，基本上结果分布一样，谢谢，收敛图上传错了，忽略它




温度图.jpg



应力图.jpg



应力图2.jpg



应力图-加多或者少点问个就这样了.jpg
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求知的新虫~
3楼2013-03-18 15:15:26
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htbbzzg

铁杆木虫 (著名写手)

【答案】应助回帖

★ ★
xiegangmai: 金币+2, 谢谢参与！ 2013-03-24 14:05:36
原因还是你的材料性能有问题：导热系数太小，热不能传到结构内部，仅对表面有影响；比热太大，结构温度难以变化。换热系数也偏小，热交换很少，也是的结构温度上升很小。
给你一个 45 号钢的材料热性能数据看看吧，未必准确，可以参考一下：

表1 45号钢的比热容. 热导率与温度关系 (长度单位 m； 质量单位 kg)
    T/℃        100     200     300    400     500     600     700    755     800     900     1000
Cp/(J/kg·℃)   480     498     524    560     615     700     854    1 064   806     637     602
λ/(W/m·℃)   43.53  40.44  38.13  36.02  34.16  31.98  28.66  2 5.14   26.49  25.92  24.02

  改变比热和导热系数的单位 (m -> mm;  Kg -> t : 吨)：
      并注意到：  J/kg/℃ = m^2/ s^2/℃ = 1e6 · mm^2/ s^2/℃
                          W/m/℃  = kg·m/s^3/℃ = t·mm/s^3/℃
    T/℃              100      200     300     400     500     600     700    755     800     900     1000
Cp/(J/kg·℃)       480      498     524     560     615     700     854    1 064   806     637      602  - 全部都要乘以 1e6
λ/(t·mm/s^3/℃) 43.53  40.44 3 8.13  36.02  34.16  31.98   28.66  25.14   26.49  25.92   24.02  - 全部不变

表2 45号钢换热系数与温度关系   (长度单位 m； 质量单位 kg)
T/℃                 50    100     200     300      350      400      500    600     700    800
h/(W/m^2·℃) 2000  3800   6000   13500  14000   12500   7000   4200   1500   500

改变换热系数单位：   (m -> mm;  Kg -> t : 吨)：
T/℃                     50     100      200       300        350      400       500      600      700     800
h/(W/mm^2·℃)   2e-3   3.8e-3   6e-3    13.5e-3   14e-3   12.5e-3   7e-3   4.2e-3   1.5e-3   5e-3
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4楼2013-03-19 10:46:59
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