热 - 结构耦合分析

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热 - 结构耦合分析

产品简介

热-结构耦合分析是研究温度场与结构应力/变形相互作用的数值模拟方法。

耦合机制: 温度变化引起材料热膨胀/收缩，导致结构变形和应力(热应力);同时结构变形可能改变热边界条件或生热率(如摩擦生热)。

单向耦合: 温度场影响结构场，但结构场不反作用于温度场(常见场景)

双向耦合: 温度场与结构场相互影响(如刹车盘摩擦生热)

向下滑动

应用领域

航空航天
能源与动力工程
电子与微电子
汽车工业
机械制造
材料科学
建筑与土木工程
生物医学
国防与军工
新兴技术

航空航天

①发动机部件: 涡轮叶片、燃烧室等高温环境下的热应力分析，防止热疲劳失效。
②航天器热防护: 再入大气层时的高温热载荷对结构完整性的影响(如隔热瓦、鼻锥)
③卫星设计: 太空极端温度变化导致的材料变形(如太阳能板、天线)
能源与动力工程

①核反应堆: 燃料棒、压力容器在辐射加热下的热-机械行为。
②燃气轮机/蒸汽轮机: 高温高压工况下的转子、叶片变形与寿命预测。
③太阳能集热器: 聚光热载荷引起的结构变形与效率优化。
电子与微电子

①芯片封装: 电子器件发热导致的翘曲、焊点失效(如CPU、功率器件)。
②PCB板设计: 热膨胀系数(CTE)不匹配引发的分层或断裂。
③LED散热: 热应力对发光效率及寿命的影响。
汽车工业

①制动系统: 刹车盘摩擦生热导致的热变形与振动(热抖动现象)。
②排气系统: 高温废气引起的管道热应力与疲劳。
③电池热管理: 电动汽车电池充放电发热对结构安全的影响。
机械制造

①焊接与热处理: 残余应力与变形分析(如激光焊接、淬火工艺)。
②机床热误差: 加工过程中主轴发热导致的精度下降。
材料科学

①复合材料: 高温环境下纤维与基体的热膨胀差异(如陶瓷基复合材料)。
②相变材料: 热循环中因相变产生的应力与损伤。
建筑与土木工程

①大跨度结构: 日照温差引起的钢结构变形(如桥梁、体育场屋顶)。
②混凝土结构: 水泥水化热导致的早期开裂。
生物医学

①医疗设备: 激光手术或射频消融中的组织热损伤与器械热变形。
②植入体: 体温环境下金属/高分子材料的长期稳定性。
国防与军工

①高超声速飞行器: 气动加热与结构防热设计。
②武器系统: 弹药存储或发射时的热-力耦合问题。
新兴技术

①3D打印: 熔融沉积过程中的热残余应力与变形控制。
②聚变反应堆: 第一壁材料面对等离子体热流的极端条件分析。