利用Patran进行温度场映射加载

注：附件图片依次对应文中图片
利用Patran进行温度场映射加载

背景

在进行热应力计算时，通常有两个步骤：1.计算温度场；2.利用温度场的结果作为结构热载荷计算热应力。

问题在于，传热计算通常使用非常稀疏的网格，而结构计算通常需要精细化网格。因此，需要前处理将稀疏网格的温度场结果映射到结构的精细网格上去。本文主要讲述如何利用Patran进行不同模型之间的温度场加载。
解决方案

使用Patran基于FEM的场函数。
计算案例

为了方便查看插值效果，只使用一个体单元模型做案例分析。
1. 计算温度场

利用稀疏网格计算温度场，使用稳态或者瞬态计算都可以。本文计算瞬态温度场，输出温度结果到op2文件。模型及边界条件见下图。使用模型tet4-thermal.bdf

2. 计算热应力

Step 1：建立结构网格，命名为tet4-thermal_stress。对结构网格的节点和单元进行编号，使之大于热模型中的节点和单元。

Step 2：创建一个空的组，并设置为当前组。如命名为temp_results。隐藏其它组。

Step 3：导入热模型的bdf文件和op2文件结果，显示quick plot结果。导入bdf文件时，设置导入参数：只选择节点和单元导入；定义偏置选项中，节点和单元的偏置设为0。查看温度场结果确认其正确性。

Step 4：创建场函数
选择FEM连续场函数，采用线性外插。Create->Spatial->FEM->Continuous->Scalar->Current group

Step 5：切换组显示：不显示热网格；显示所有的结构网格。注意不要删除temp_results组的热网格，Patran需要这些网格信息来插值。

Step 6：加载温度场结果。选择温度场函数，选择所有节点。查看温度场载荷。

Step 7：热应力计算时，注意切换Entire Model到Selected Group。

显示热应力结果如下

3. 小结

使用Patran/Field/Spatial/FEM可以进行温度场映射，对于不同的网格可以进行自动化插值。

Patran在进行温度场映射插值时，需要用到热模型的网格。