---

学习资源：BV1je4y1a7Ku
软件：abaqus2016
以m为单位制

ch01-固体热传导过程模拟讲解（稳态过程）

建模：3D 可变形 实体 拉伸 大约尺寸1.0

材料属性：热学–>传热率设置为20
装配
分析步：step-1热传递

分析步：场输出

相互作用：
本节只讨论热传导，载荷中边界条件的设置：一端是高温20℃、一端是低温0℃


划分网格：先对部件进行一个剖分（使用YZ基准平面划分，使用三点划分的操作画歪了待解决）

此时就可以进行结构化的网格划分了，为边布种：

ch02-对流换热过程模拟讲解（稳态过程）

建模、材料属性、装配、分析步操作与前一节相同
相互作用：

• 创建相互作用属性film：膜条件–>定义膜系数(即对流换热系数)100
• 创建相互作用film：选择分析步step-1、选择表面热交换条件，然后选中部件的外表面中键确认编辑相互作用，因为之前已经创建了film属性，这里可以选择“属性引用”，环境温度是指对流换热外界用的冷却温度，这里设置为0
  载荷、网格操作与前一节相同
  提交作业：
  

ch03-辐射换热过程模拟讲解（稳态过程）

在相互作用步骤中，创建相互作用radiation：发射率最大为1，这里暂设0.8

注意：定义辐射换热，除了在相互作用中定义，还要在model的属性里定义绝对零度和stefan-Boltzmann常数

其他步骤与ch01相同
提交作业：

ch04-固体热传导-对流换热-辐射换热模拟讲解（瞬态过程）

瞬态与时间相关
根据热传导的控制方程，与密度、比热容、温度对时间的偏导

在分析步step1中使用瞬态响应

相互作用中，这里假设工况是部件初始温度100摄氏度，放在空气中受到对流换热、辐射换热，温度在100s过程里的温度变化情况

• film对流换热：step1、表面热交换条件、属性应用film（因为假设是空气换热，这里film属性设置膜系数为15）、环境温度0
• radiation辐射换热：step1、表面辐射、发射率0.8、环境温度0摄氏度

载荷：模拟冷却过程，在预定义场中设置100℃的温度

提交作业：

ch05-纯力学分析过程模拟讲解

建模
在材料属性中添加弹性：杨氏模量210e9、泊松比0.3
装配
分析步：静力通用step-1

分析步：创建场输出

载荷：
边界条件

创建载荷：力学–>压强

网格：单元类型使用三维应力
作业：

ch06-稳态的完全热力耦合过程模拟讲解

在第五章纯力学分析基础上进行扩充，
建模
材料属性：既要力学参数又要热学参数

• 热学：传导率是必须需要的，对于瞬态，还需要密度和比热
• 力学：弹性模量和泊松比
• 力和热之间是通过热膨胀系数来联系到一起的
  装配
  分析步：温度-位移耦合step-1，
  
  分析步：场输出
  
  相互作用：
  
  载荷：力
  
  载荷：热
  
  载荷：预定义场
  
  网格：单元类型使用热力耦合类型
  
  提交作业：
  

ch07-瞬态的完全热力耦合过程模拟讲解

在ch06模型的基础上
瞬态的材料属性中需要有密度和比热

瞬态还需要在模型的属性中设置绝对零度和Stefan-Boltzmann常数

在分析步中将稳态改为瞬态，时间长度改为100s，最大增量步改为1000，增量步大小初始改为0.2、最大改为5，每载荷步最大温度改变量改为100

在分析步的场输出中使用默认的预选值即可
相互作用：对流换热film、辐射换热radiation


载荷：

然后设置预定义场：100

网格：单元类型选择温度-位移耦合
提交作业：

ch08-瞬态的顺序热力耦合模拟过程讲解

材料属性：传导率、密度、比热、弹性、膨胀

分析步：step1给为静力通用，时间长度100（这里时间长度一定要与要导入的odb文件中的温度计算的时间保存一致），增量1000/0.1/0.001/5
场输出：默认值与热学下的节点温度和单元温度

相互作用：无
载荷：预定义场选择来自结果文件(ch04 ）


因为要做应力分析，还要设置应力的边界条件和载荷：


载荷：顺序耦合将单元类型修改为三维应力

提交作业：

与导入的odb文件结果对比：
如果是小变形，二者的差异不会很大，如果是大变形，二者可能或存在较大的差异，
顺序热力耦合在计算传热过程时

ch09-热膨胀子程序UEXPAN的讲解及使用示范

      SUBROUTINE UEXPAN(EXPAN,DEXPANDT,TEMP,TIME,DTIME,PREDEF,
     1 DPRED,STATEV,CMNAME,NSTATV,NOEL)
C
      INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
      CHARACTER*80 CMNAME
C
      DIMENSION EXPAN(*),DEXPANDT(*),TEMP(2),TIME(2),PREDEF(*),
     1 DPRED(*),STATEV(NSTATV)


      user coding to define EXPAN, DEXPANDT and update
      STATEV if necessary.


      RETURN
      END

参数expan：定义三个方向上的热膨胀应变增量，对于各向同性材料，只需要定义expan(1)；对于各向异性材料，需要定义expan(1)、expan(2)、expan(3)
参数dexpandt：定义热膨胀应变对于温度的偏导数，该变量也有（1）（2）（3）
参数TEMP(1)表示目前增量步结束时刻的温度
参数TEMP(2)表示在增量步中的温度增量
参数TIME(1)表示在某个增量步结束之后的时间
参数TIME(2)表示总的分析时间
参数DTIME表示时间增量
参数CMNAME用于区分哪个材料要用哪个子程序

使用帮助文档给出的各向同性材料的fortran程序：

c user subroutine uexpan

      subroutine uexpan(expan,dexpandt,temp,time,dtime,predef,dpred,
     $     statev,cmname,nstatv,noel)
c
      include 'aba_param.inc'
c
      character*80 cmname
c
      dimension expan(*),dexpandt(*),temp(2),time(2),predef(*),
     $     dpred(*),statev(nstatv)
c
	alpha = 1.0d-05
c
	expan(1) = alpha*temp(2)
c
      return
      end

alpha定义的是热膨胀系数
expan(1)定义的是热膨胀应变增量，即热膨胀系数乘以在增量步里的温度增量（temp(2)）
在材料属性的膨胀属性中选择各向同性，勾选使用用户子程序，
在提交作业时导入子程序，执行作业即可

ch10-接触面之间的接触热传导

使用国际单位制
以二维实例来讲解，创建两个矩形，接触也行，不接触也行
材料属性：这里只考虑纯粹的热传导，所以假设设置传导率为30，并且做的是稳态热传导，所以密度、比热等属性没有进行设置
另外因为使用了辐射换热，所以要在model属性里设置绝对零度和stefan-Boltzmann常数：

分析步：step-1选择热传递

相互作用：
创建相互作用属性：选择接触，热学–>热传导属性，设置参数

第一列：等效热传导系数 第二列：间距
第一行：间距为0时二者的对流换热方式，即等效的对流换热系数是多少
最后一行：等效换热系数为0的时候，二者的间距应该是多少
中间可以加行
等效热传导系数的数值，由所做模型实际实验（经验模型或实测参数）得到

辐射属性的设置类似，发射率同ch03中设置，视图因子1.0表示二者距离趋近零，行的设置类似热传导属性设置

生热属性，基本用不上，属于摩擦生热（ch11）的工况

创建相互作用：step-1热传递选择表面与表面接触，这里假设上面的为主面、下面的为从面

载荷：定义边界条BC-1

定义载荷：热流密度

网格：全局种子尺寸3，单元类型设置为热传递
提交作业：

因为这个设置了等效对流换热和辐射换热两个，所以作业结果中的温度并不是一开始预想的100

这里先将辐射换热的设置删除，

然后重新提交作业：

此时的结果就符合只有等效热传导时的设置

ch11-摩擦生热模拟

编辑模型属性，将绝对零度设置为-273.15摄氏度

设置part-1、part2，矩形(0,0)、(0.5,0.1)
材料属性：弹性
摩擦生热是热力耦合，所以还要设置膨胀系数alpha，这里设置为1.0e-5
热传导率设置为10
这里假设是稳态的摩擦生热，故此有这三个属性就够了
如果是瞬态的摩擦生热，还要加上密度和比热容

创建两个表面：之后设置相互作用时要用到

• top：part-1的下边
• botton：part-2的上边
  
  分析步：本例考虑的是稳态热力耦合，所以选择温度-位移耦合
• 本例涉及到大变形，几何非线性要改为打开
  
  相互作用：
• 设置相互作用属性：接触–>力学的法向和切向行为、热传导、生热（暂时选择默认值）、辐射暂时不设置
  
• 设置相互作用
  

载荷：

载荷-边界条件


预定义场：将整个部件的初始温度设置为0

因为是摩擦生热，还需要设置BC-3

网格：全局尺寸0.01
设置单元类型为温度-位移耦合

提交作业：出现问题，摩擦并没有产生热

检查模型设置：
可能是因为在分析步中设置为稳态热传导，导致在整个模拟过程中在摩擦生成一点热量就直接传出去了（因为稳态没有时间的概念）

另外由于改为了瞬态，需要在材料属性中增加密度和比热、热份额

因为修改为瞬态，网格划分时要将单元类型修改为显示的温度-位移耦合

重新提交作业：