热传导分析！各类接触与关节的导热规律

    笔者前期承接了一个项目，涉及大量的销轴连接。

    如果将销轴全部定义为摩擦接触，会导致两个问题：

    1）大量的摩擦接触，计算非常耗时；

    2）摩擦接触的应力分析结果会明显小于机械设计手册中关于销轴的应力计算结果；

    如果将销轴全部定义为关节，会带来一个问题：

    1）关节的导热影响如何考虑；

    静力学分析模块可以进行强度分析，支持的连接关系包括：接触，点焊，关节，弹簧，梁等。

    稳态热分析模块可以进行导热分析，支持的连接关系包括：接触，点焊等。不支持关节。

    几何模型和网格如下图所示。

    热边界条件如下图所示。

    销轴连接为绑定接触。

    接触高级属性中有热导率，单位是W/(mm^2*℃)。需要注意，材料的热导率单位是W/(mm*℃)。接触中的热导率单位和换热系数单位一致，所以可以认为本质上是接触面之间的换热系数，Program Controlled为无穷大。

    温度场分析结果如下图所示(选取两个代表位置)。

    其它设置如上。销轴连接为摩擦接触。

    温度场分析结果如下图所示(选取两个代表位置)。

    摩擦接触设置更改如下。

    温度场分析结果如下图所示(选取两个代表位置)。

    1）热传导不支持关节连接关系；

    2）接触面之间的导热关系，本质是接触对的换热系数；

    3）初始接触状态为Open，接触对不发生传热；

    4）初始接触状态为Closed的摩擦接触，传热等效绑定接触；

    5）需要强调，绑定接触也有可能出现Open的可能性，需要明确Pinball Region的半径要大于接触间隙；

    如果静力学分析中将销轴定义为关节，温度场分析中将销轴定义为接触，那么应该怎么关联这两个模块？

    将温度场分析结果传递给静力学分析。