SOLIDWORKS Simulation关于热应力模拟计算的探讨与设定

    一、分析思路

    计算热应力属于热与结构的耦合分析，首先需要计算设备在相应工况下的温度场分布，然后将温度分布结果输入到结构分析算例中，完成热应力的模拟计算。温度场的计算分为瞬态、稳态。瞬态问题中温度场分布与时间相关；稳态为温度场最终的平衡状态，与时间无关。结构分析分为线性静态、非线性静态及非线性动态。首先需要根据设备工况与关注问题选择温度场分析类型。

    二、模型简化处理

    模型的前处理在SOLIDWORKS CAD 环境中进行，处理原则为几何模型应正确表达分析问题，并在不影响分析实际问题的前提下减少计算量。

    图1所示的箭头标记的细小特征信息，需要进行简化处理。细小特征的存在对温度分布、整体的刚度影响可以忽略；如果存在细小的特征需要更小的网格来离散此结构的特征，因为其相比整体结构尺寸很小，会造成网格量巨大，同时也会导致网格划分失败。

    有限元分析模拟就是将实际的工况问题用适当的模型描述。几何模型与分析属性、边界条件一起用有限的单元网格来离散，此时得到的是一个数值计算模型。从实际分析的问题到一个合适、准确的数值计算模型，就是模型的前处理。

    图2中，零件的细节小特征也需要压缩简化处理，分析的目的不是关注此零件的细节特征。