热膨胀系数的单位和含义,热膨胀系数怎么算
2022
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1.简介 热膨胀效应: (1)可以通过热膨胀系数(thermal expansioncoefficient)来定义,ABAQUS可以通过热膨胀系数来计算热应变; (2)热膨胀效应可以是各向同性、正交异性或各向异性的; (3)被定义为从参考温度(reference temperature)到计算温度产生的膨胀效应; (4)可以被定义为一个依赖于温度和/或场变量的函数; (5)在ABAQUS/Standard中,如果是连续实体单元,可以被定义为一个分布函数; (6)在ABAQUS/Standard中可以直接使用用户子程序UEXPAN来定义(如果热应变是一个关于场变量和状态变量的复杂函数)。 2.计算热应变 ABAQUS通过热膨胀系数α来定义从参考温度θ0到计算温度θ产生的总的热应变,如图2.1所示。 热膨胀系数的单位和含义,热膨胀系数怎么算" title="热膨胀系数的单位和含义,热膨胀系数怎么算"/ 图2.1 热膨胀系数的定义 产生的热应变可以通过下式进行计算: 其中: α(θ,fβ)为热膨胀系数; θ为当前温度; θI为初始温度; fβ为场变量当前的取值; fβI为场变量的初始值; θ0为热膨胀系数的参考温度; 上式中的第二项代表由于初始温度θI和参考温度θ0之间的温度差产生的热应变。这一项能够保证当参考温度不等于初始温度时初始热应变为0。 当热膨胀系数不为关于温度和场变量的函数时,可以不定义参考温度θ0。 3.热应变的转换 在ABAQUS中通常是以表格的形式来输入平均热膨胀系数。但有的时候,提供给你的热膨胀数据可能是以微分的形式来表示的: 即提供的是应变-温度曲线(如图2.1所示)的斜率。为了将这些数据转换为ABAQUS支持的平均热膨胀系数,需要进行一个从参考温度θ0到当前温度θ的积分运算: 例如,假设为一组常数值:dα1/dθ位于θ0和θ1之间;dα2/dθ位于θ1和θ2之间;dα3/dθ位于θ2和θ3之间;则有: 因此在ABAQUS中需要输入的平均热膨胀系数可表示为: 通过在ABAQUS/Standard中使用用户子程序UEXPAN可以定义与温度和/或场变量有关的热应变增量;如果热应变增量是与状态变量有关的函数,则必须使用用户子程序UEXPAN。 如果材料的热膨胀行为是各向同...