本文摘要(由AI生成):
本文主要介绍了两个问题:求解扭矩和80μm小球咨询-热分析。在求解扭矩方面,文章介绍了如何通过理论计算和仿真获得需要的结果,并强调了压力恒定的重要性。在80μm小球咨询-热分析方面,文章介绍了使用8节点70号热单元进行热分析的方法,包括单位制、材料特性、模型、网格、瞬态热、时间步、KBC、对称边界、温度场随时间变化的函数、小球表面的传热对流系数等。最后,文章给出了小球表面和中心随时间变化的温度情况。
求:多大的力可以推动滑动?
答:通过理论计算需要1000N的力会产生滑动;F=摩擦系数*顶面压力Fn(Fn=P*面积A)
通过仿真,试加压力P,摩擦系数,试加F=2000N,则在0.5s时计算不收敛,则就是1000N;
注意:压力是恒定的,比如10mpa,不然也是0-10mpa,则第一步就不收敛。
8节点六面体热单元70,可以更快速、精确计算热对流;;;而其他的热单元,包括WB下的热单元,如20node279,求解热问题,尤其是微观热问题,高温热问题,计算速度慢、精度差一些,热梯度也差一些。
1、单位制,长度取μm,温度℃、时间取μs,重量单位为μg
2、单元,使用8node70号热单元
3、不同温度下的材料特性
密度1.81e-9
泊松比0.25
比热400
温度 |
25 |
400 |
800 |
1200 |
传导系数 |
2.65e-5 |
2.12e-5 |
1.94e-5 |
1.94e-5 |
杨氏模量 |
5.88e-3 |
5.77e-3 |
5.11e-3 |
5.33e-3 |
热膨胀系数 |
7.2e-6 |
9.4e-6 |
1.6e-6 |
2.2e-6 |
MPTEMP,1,25,400,800,1200
MPDATA,KXX,1,1,2.65e-5,2.12e-5,1.94e-5,1.94e-5
mpdata,ex,1,5.88e-3,5.77e-3,5.11e-3,5.33e-3
mpdata,alpx,1,7.2e-6,9.4e-6,1.6e-6,2.2e-6
4、模型,实心小球,直径80微米,取1/8或1/16模型
5、网格,使用mapped映射网格,线分段20段。
6、瞬态热,full方法,
7、总时间为500μs,打开自动时间步,子步数100,输出每步结果,使用PCG迭代求解器;
8、KBC,0,不用阶跃加载方式,而是斜线方式。【WB下需命令流输入】
9、对称边界,不需要定义,不定义就是绝热,就可以了。【WB下需要定义】
10、小球初始温度80℃。
11、温度场随时间变化的函数为:
T(t)=15000/(937.5×time/1000000+1)2
需要定义函数[15000/(0.0009375*{TIME}+1)^2]、保存函数、再读取函数、使用函数4个步骤。
12、小球表面的传热对流系数为为5 000 W·μm−2·℃−1 ;对流,通过节点施加;
13、结果:
1)表面温度变化曲线:[不取最外表面的节点,取第二层的节点。]
2)小球中心温度变化曲线:
3)5μs、50μs、100μs、200μs、300μs、400μs、500μs时刻的温度分布情况:
14、试验结果,表面和中心都在随时间变化温度升高:
小球表面和中心随时间变化的温度情况