COSMOS熱分析

2013-06-08 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

內(nèi)容介紹: 在熱分析中使用設(shè)計驗證熱傳導(dǎo)基本原理 COSMOSWorks熱分析能力 COSMOSWorks熱分析實際案例

作者: COSMOS 來源: COSMOS
關(guān)鍵字: COSMOS 熱傳導(dǎo) 實際案例熱分析

介紹

在最近過去的十年當(dāng)中,設(shè)計仿真已經(jīng)逐漸取代了傳統(tǒng)的物理樣機(jī),設(shè)計仿真可以減少昂貴費時的物理樣機(jī),因此可以降低新產(chǎn)品研發(fā)的成本和縮短開發(fā)的周期。并且允許工程師使用方便修改的電腦模型來準(zhǔn)確地預(yù)測產(chǎn)品的機(jī)械性能(圖1)

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圖1傳統(tǒng)的設(shè)計方法和使用設(shè)計仿真驗證設(shè)計方法的比較

設(shè)計驗證在結(jié)構(gòu)性問題,如位移,變形,應(yīng)力或者自然頻率領(lǐng)域的應(yīng)用價值是無法衡量的。然而,結(jié)構(gòu)性能方面的問題往往只是工程師在設(shè)計新產(chǎn)品的過程中所面臨的許多挑戰(zhàn)中的一個問題,還有其它在設(shè)計過程中普遍遇到遇到的設(shè)計挑戰(zhàn),如過熱,熱膨脹導(dǎo)致的變形,過熱產(chǎn)生的熱應(yīng)力,以及其它的一些涉及到熱傳導(dǎo)、對流引起的設(shè)計問題。

熱力學(xué)問題在電子產(chǎn)品設(shè)計中是十分普遍的.,例如冷卻風(fēng)扇和散熱片必須在滿足尺寸的要求同時,還需要滿足一定的散熱效果。同時,在設(shè)計電子產(chǎn)品的封裝時候,必須要確保電路板有足夠的空氣流動,這樣才能避免由于熱應(yīng)力而產(chǎn)生的變形和破裂(圖2)。

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圖2電子封裝的設(shè)計需要知道電子元器件產(chǎn)生的熱量如何排放到環(huán)境中。

在傳統(tǒng)的設(shè)備設(shè)計過程中都會遇到一些熱力學(xué)的挑戰(zhàn).例如一些發(fā)動機(jī),液壓缸,電動機(jī)和抽氣機(jī)等產(chǎn)品都需要進(jìn)行溫度,熱耗散,熱應(yīng)力分析的-總之任何消耗能量的設(shè)備都需要進(jìn)行熱分析。

對于某些材料加工設(shè)備,熱分析似乎不是很重要,而實際中它們的機(jī)械能轉(zhuǎn)變的熱能不僅會傳遞到到加工的工件,而且會影響到設(shè)備本身,因為熱膨脹會導(dǎo)致加工的尺寸精度,研究這種情況不僅僅對一些精密加工設(shè)備很重要,而且對于一些承受由于過熱而產(chǎn)生熱應(yīng)力的撕裂機(jī)也同樣十分重要(圖3)。

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圖3分析潛在的過熱在設(shè)計工業(yè)撕裂機(jī)中的傳動和承載能力是十分重要的

例3對于大多數(shù)醫(yī)療器械都應(yīng)該分析其熱力學(xué)性能。如藥物分派系統(tǒng)必須確保其分派的藥物保持在合適的溫度,對于外科醫(yī)療設(shè)備必須避免使人體的組織承受熱沖擊,同時人體移植器官不能阻礙或者中斷人體中的熱流動,例如人體口腔的植牙齒必須要能承受一定的外部機(jī)械和熱載荷(圖4).

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