一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法技术

本发明专利技术公开了一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，涉及仿真技术领域，包括步骤

【技术实现步骤摘要】
一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法


[0001]本专利技术涉及仿真
，提供了一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法
。

技术介绍

[0002]热学仿真和力学仿真是独立进行的，无法准确地考虑热力耦合效应
。
在高温工况下，零部件的温度分布会对其力学性能产生影响，如高温蠕变引起的材料变形
。
现有技术无法将热学分析结果直接应用于力学仿真，导致结果的不准确性和设计优化的限制
。
[0003]现有技术无法有效地对高温蠕变效应进行考虑
。
高温蠕变是一种材料在高温下长期承受载荷而产生的非线性变形现象，对零部件的强度和变形性能有重要影响
。
目前无法准确地预测和分析高温蠕变现象，导致设计结果有不准确性和安全性的风险
。
[0004]在热力学模型和非线性力学模型的耦合仿真方法上存在不足，无法准确地预测零部件在高温使用工况下的力学性能，限制了产品设计的准确性和优化效果
。

技术实现思路

[0005]为了解决
技术介绍
中提到的至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，有效地考虑高温蠕变效应，准确地预测零部件在高温使用工况下的力学性能，保障设计的准确性和安全性
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，包括步骤：
S1
：建立热力场有限元模型，设置待分析零部件的热学材料参数；
S2
：施加热学边界条件和载荷进行热学仿真分析，得到待分析零部件高温使用工况下的温度分布；
S3
：将热学仿真分析得到的温度分布作为力学仿真的输入参数；
S4
：对力学材料参数和高温蠕变参数以及承受负载进行设置；
S5
：定义非线性计算参数进行高温蠕变力学分析，得到待分析零部件的强度和变形结果
。
[0007]进一步地，所述步骤
S1
包括：
S11
：通过对待分析零部件进行网格划分建立有限元网格模型；
S12
：对待分析零部件的热学分析
FEM
模型中材料热学参数进行设置
。
[0008]进一步地，所述热学材料参数包括热导率
、
比热容和热膨胀系数
。
[0009]进一步地，所述热学边界条件和载荷包括环境温度
、
热流边界条件和热辐射条件
。
[0010]进一步地，所述力学材料参数包括弹性模量
、
泊松比和屈服强度
。
[0011]进一步地，所述高温蠕变参数包括蠕变速率和蠕变模量
。
[0012]进一步地，所述施加承受负载的边界条件包括力的大小和方向
。
[0013]进一步地，所述非线性计算参数包括迭代收敛准则和松弛因子
。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过建立热力场有限元模型，通过设置零部件的热学材料参数，施加热学边界条件和载荷进行热学仿真分析，得到零部件高温使用工况下的温度分布；将零部件的温度分析结果导入到力学仿真中，设置力学材料参数和高温蠕变参数以及承受负载，定义非线性计算参数进行高温蠕变力学分析，最终得到零部件的强度和变形结果，研究人员基于零部件的强度和变形结果对零部件的结构设计进行优化指导，以方便满足设计要求和客户需求
。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法的流程示意图一；图2为本专利技术实施例提供的热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法的流程示意图二；图3为本专利技术实施例提供的热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法的流程示意图三
。
具体实施方式
[0016]下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围
。
[0017]请参阅图1，本实施例提供一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，包括步骤：
S1
：建立热力场有限元模型，设置待分析零部件的热学材料参数；
S2
：施加热学边界条件和载荷进行热学仿真分析，得到待分析零部件高温使用工况下的温度分布；
S3
：将热学仿真分析得到的温度分布作为力学仿真的输入参数；
S4
：对力学材料参数和高温蠕变参数以及承受负载进行设置；
S5
：定义非线性计算参数进行高温蠕变力学分析，得到待分析零部件的强度和变形结果
。
[0018]具体的，将热学分析结果直接应用于力学仿真，准确地考虑待分析零部件在高温使用工况下的热力耦合效应
。
通过建立热力场有限元模型，并将待分析零部件的温度分析结果导入到力学仿真中，能够准确预测零部件的力学性能，提高设计结果的准确性和优化效果
。
[0019]具体的，通过设置高温蠕变参数和定义非线性计算参数，根据蠕变试验测出来的材料参数来拟合出幂律蠕变模型里面的参数，再用于模拟计算
。
接着对待分析零部件的高温蠕变力学行为进行分析，从而提供更准确的预测和分析结果，提高设计结果的准确性和安全性
。
[0020]具体的，通过对待分析零部件的强度和变形结果进行分析，能够为产品结构设计
提供优化指导
。
根据分析结果，可以进行结构优化，以满足设计要求和客户需求
。
本方法在于能够综合考虑热力耦合效应和高温蠕变现象，提高设计结果的准确性和优化效果，为产品结构设计提供更准确的指导
。
[0021]参阅图2和图3，其中，步骤
S1
包括：
S11
：通过对待分析零部件进行网格划分建立有限元网格模型；
S12
：对待分析零部件的热学分析
FEM
模型中材料热学参数进行设置
。
[0022]其中，热学材料参数包括热导率
、
比热容和热膨胀系数
。
热学边界条件和载荷包括环境温度
、
热流边界条件和热辐射条件
。
力学材料参数包括弹性模量
、
泊松比和屈服强度
。
高温蠕变参数包括蠕变速率和蠕变模量
。
施加承受负载的边界条件包括力的大小和方向
。
非线性计算参数包括迭代收敛准则和松弛因子
。
[0023]具体的，首先建立热力场有限元模型；选择合适的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，其特征在于，包括步骤：
S1
：建立热力场有限元模型，设置待分析零部件的热学材料参数；
S2
：施加热学边界条件和载荷进行热学仿真分析，得到待分析零部件高温使用工况下的温度分布；
S3
：将热学仿真分析得到的温度分布作为力学仿真的输入参数；
S4
：对力学材料参数和高温蠕变参数以及承受负载进行设置；
S5
：定义非线性计算参数进行高温蠕变力学分析，得到待分析零部件的强度和变形结果
。2.
根据权利要求1所述的热学模型与高温蠕变分析结合的热力耦合仿真方法，其特征在于，所述步骤
S1
包括：
S11
：通过对待分析零部件进行网格划分建立有限元网格模型；
S12
：对待分析零部件的热学分析
FEM
模型中材料热学参数进行设置
。3.
根据权利要求1所述的热学模型与...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁纺纺，祝建敏，周波，密思，
申请(专利权)人：杭州盾源聚芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：