+ Lặp lại các bước phân tích điển hình đã được giới thiệu + Giới thiệu các tải nhiệt và các điều kiện biên.
* Mô hình hoá
+ Mục tiêu là để mô hình hóa thỏa đáng đối tượng nhiệt của kết cấu. + Các tải tối ưu đòi hỏi các diện tích được mô hình hóa hợp lý. + Các tải do sinh nhiệt đòi hỏi các thể tích mô hình hóa hợp lý. * Chia lưới
- Kiểu phần tử
+ Các kiểu phần tử thông dụng nằm trong bảng dưới đây. + DOF nút là: TEMP (nhiệt độ).
Các kiểu phần tử nhiệt thường được sử dụng
Khối 2D Khối 3D Vỏ 3D Các phần tử đường
Tuyến tính PLANE55 SOLID70 SHELL57 LINK31,32,33,34
Bậc hai PLANE77 PLANE35 SOLID90 SOLID87 - Các thông số vật liệu
+ Yêu cầu tối thiểu là Kx, độ dẫn nhiệt cho phân tích trạng thái ổn định. + Nhiệt dung riêng (C) sẽ là cần thiết nếu áp đặt sinh nội nhiệt.
+ Đặt lựa chọn ban đầu là “Thermal” để giới hạn Material Model GUI chỉ hiển thị các đặc trưng về nhiệt.
- Các hằng số đặc trưng
+ Chủ yếu cho các phần tử vỏ và các phần tử đường. * Các điều kiện tải nhiệt có thể là
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Temperatures
(Nhiệt độ) Các miền của mô hình đã biết nhiệt độ. Heat flow
(Dòng nhiệt) Các điểm của mô hình đã biết tốc độ dòng nhiệt Heat flux
(Thông lượng nhiệt)
Các mặt của mô hình đã biết tốc độ dòng nhiệt trên một đơn vị diện tích.
Convections (Đối lưu)
Các mặt ở đó nhiệt được truyền sang vùng lân cận nhờ đối lưu. Đầu vào bao gồm hệ số màng hình họcvà nhiệt độ khối của vùng lân cận TB
Heat generation (Sinh nhiệt)
Các vùng của mô hình đã biết tốc độ sing nhiệt thể tích. Adiabatic surfaces
(Mặt đoạn nhiệt)
Các bề mặt “hoàn toàn cách nhiệt” tức là không có sự truyền nhiệt.
Radiation (Bức xạ)
Các bề mặt tại đó sự truyền nhiệt xuất hiện nhờ bức xạ. Dữ liệu đầu vào bao gồm độ phát xạ, hằng số Stefan-Boltzmann, và có thể (tùy chọn) nhiệt độ tại một “nút không gian”. * Phân tích tương tác giữa các trường vật lý
- Trong phần này chúng ta sẽ mô tả ngắn gọn cách thực hiện một phân tích nhiệt- ứng suất.
- Mục đích gồm:
+ Hướng dẫn cách áp đặt tải nhịêt trong một phân tích ứng suất. + Giới thiệu cách phân tích tương tác giữa các trường vật lý. Ứng suất do nhiệt gây ra:
- Khi một kết cấu bị làm nóng hoặc làm lạnh, nó sẽ bị biến dạng bởi sự giãn ra hay co vào.
- Nếu biến dạng bị hạn chế, ví dụ bởi các ràng buộc chuyển vị hoặc một áp lực, trường ứng suất nhiệt sẽ được sinh ra trong kết cấu.
- Một nguyên nhân khác gây ứng suất nhiệt là sự biến dạng không đều trong các vật liệu khác nhau của kết cấu (các hệ số giãn nở nhiệt của chúng khác nhau).
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn + Phương pháp nối tiếp:Phương pháp này cổ điển hơn, sử dụng hai kiểu phần tử chấp nhận lời giải nhiệt như tải nhiệt độ cho kết cấu. Hiệu quả khi chạy với nhiều điểm thời gian tức thời của nhiệt nhưng ít điểm thời gian của kết cấu. Có thể dễ dàng tính tự động với file nhập vào.
+ Phương pháp trực tiếp:Phương pháp mới, dùng một kiểu phần tử để giải cả hai bài toán vật lý này. Cho phép kết hợp đúng giữa nhiệt và kết cấu.Có thể thu được kết quả hơn mức cần thiết đối với một số phân tích.
* Phương pháp nối tiếp bao gồm hai phân tích:
+ Đầu tiên, thực hiện một phân tích nhiệtổn định (hoặc tức thời).
• Dựng mô hình với những phần tử nhiệt.
• Áp đặt tải nhiệt.
• Giải và khai thác các kết quả. + Sau đó thực hiện một phân tích kết cấu tĩnh.
• Chuyển kiểu phần tử sang kết cấu.
• Khai báo các thuộc tính vật liệu của kết cấu, bao gồm cả hệ số giãn nở nhiệt.
• Áp đặt các tải cho kết cấu, bao gồm cả nhiệt độ từ phân tích nhiệt.
• Giải và khai thác kết quả.
- Phân tích kết cấu. Phân tích nhiệt File Phân tích kết cấu Nhiệt độ File
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn + Chuyển tới bước xử lý ban đầu và chuyển kiểu phần tử từ nhiệt sang kết cấu.
+ Khai báo các thuộc tính vật liệu cho kết cấu (Ex…), bao gồm cả hệ số giãn nở nhiệt (ALPX), cả hai thuộc tính kết cấu và nhiệt đều đã được định nghĩa, vì thế bước này có thể được bỏ qua).
+ Chỉ định kiểu phân tích tĩnh. Bước này chỉ cần cho bài toán phân tích nhiệt tức thời.
+ Áp đặt các tải kết cấu và bao gồm cả nhiệt độ như một phần của tải. + Giải.
* Phương pháp trực tiếp thường chỉ gồm duy nhất phân tích, sử dụng một kiểu phần tử kết hợp gồm tất cả các bậc tự do cần thiết.
+ Bước chuẩn bị đầu tiên cho mô hình và lưới là sử dụng một trong những kiểu phần tử kết hợp.
+ Áp đặt tất cả các tải kết cấu và nhiệt cũng như các ràng buộc khác cho mô hình.
+ Giải và khai thác các kết quả đối với cả nhiệt và kết cấu.
So sánh hai phương pháp nối tiếp và trực tiếp
- Trong một phân tích nhiệt - ứng suất nối tiếp, ví dụ, có thể thực hiện một phân tích nhiệt tức thời phi tuyến bằng một phân tích ứng suất tĩnh tuyến tính: Có
Phương pháp nối tiếp:
- Đối với trạng thái kết hợp mà không thể hiện một tương tác phi tuyến ở mức độ cao, phương pháp nối tiếp hiệu quả và dễ thực hiện hơn bởi có thể thực hiện hai phân tích độc lập nhau.
- Ví dụ về kết hợp trực tiếp, phân tích vật liệu áp điện kết hợp truyền nhiệt với dòng chất lỏng và phân t ích điện tử
Phương pháp trực tiếp:
- Kết hợp trực tiếp thuận lợi khi tương tác trong trường kết hợp có độ phi tuyến cao và là phương án tốt nhất trong một lời giải đơn sử dụng một công thức kết hợp. File jobname.rst Phân tích nhiệt Phân tích kết cấu Kết hợp
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn thể sử dụng nhiệt độ nút từ bất kỳ một
bước tải hay một điểm thời gian nào trong phân tích nhiệt như tải trong phân tích ứng suất.
mạch vòng.