ANSYS多物理耦合場有限元分析

ANSYS多物理耦合場有限元分析<<航空工程先進(jìn)數(shù)值計(jì)算技術(shù)>>ANSYS多物理耦合場有限元分析結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流體-固體耦合分析ANSYS中的典型物理量(國際單位制)溫度熱流量熱傳導(dǎo)率密度比熱對流換熱系數(shù)熱流溫度梯度內(nèi)部熱生成DegreesC(orK)WattsWatts/(meter.degreeC)kilogram/(meter3)(Watt.sec)/(kilogram.degreeC)Watt/(meter2.degreeC)Watt/(meter2)degreeC/meterWatt/(meter3)ANSYS熱分析熱傳遞的類型熱傳遞有三種基本類型:傳導(dǎo)-兩個良好接觸的物體之間或一個物體內(nèi)部不同部分之間由于溫度梯度引起的能量交換。對流-在物體和周圍流體之間發(fā)生的熱交換。輻射-一個物體或兩個物體之間通過電磁波進(jìn)行的能量交換。在絕大多數(shù)情況下，分析的熱傳導(dǎo)問題都帶有對流和/或輻射邊界條件。ANSYS熱分析傳導(dǎo)引起的熱通量流由傳導(dǎo)的傅立葉定律決定：負(fù)號表示熱量沿梯度的反向流動(例如,熱量從熱的部分流向冷的部分).傳導(dǎo)Tnq*dTdnANSYS熱分析對流對流引起的熱通量由冷卻牛頓定律得出:對流一般作為面邊界條件施加TsTBANSYS熱分析熱力學(xué)第一定律能量守恒要求系統(tǒng)的能量改變與系統(tǒng)邊界處傳遞的熱和功數(shù)值相等。能量守恒在一個微小的時(shí)間增量下可以表示為方程形式將其應(yīng)用到一個微元體上，就可以得到熱傳導(dǎo)的控制微分方程。ANSYS熱分析單元類型下表顯示通常使用的熱單元類型。節(jié)點(diǎn)自由度是：TEMP。常用的熱單元類型材料特性至少需要Kxx—

穩(wěn)態(tài)分析熱傳導(dǎo)系數(shù)。如果是瞬態(tài)分析，則需要比熱(C)。優(yōu)先設(shè)置為“thermal”（熱分析），在GUI方式中只顯示熱材料特性。實(shí)常數(shù)主要用于殼和線單元。熱分析有限元模型ANSYS熱分析穩(wěn)態(tài)熱傳遞

如果熱量流動不隨時(shí)間變化的話，熱傳遞就稱為是穩(wěn)態(tài)的。由于熱量流動不隨時(shí)間變化,系統(tǒng)的溫度和熱載荷也都不隨時(shí)間變化。由熱力學(xué)第一定律，穩(wěn)態(tài)熱平衡可以表示為:輸入能量—輸出能量=0ANSYS熱分析穩(wěn)態(tài)熱傳遞控制方程

對于穩(wěn)態(tài)熱傳遞，表示熱平衡的微分方程為:相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)處的有限元平衡方程為:ANSYS熱分析熱載荷和邊界條件的類型溫度自由度約束，將確定的溫度施加到模型的特定區(qū)域。均勻溫度可以施加到?jīng)]有溫度約束的所有節(jié)點(diǎn)上?？梢栽诜€(wěn)態(tài)或瞬態(tài)分析的第一個子步對所有節(jié)點(diǎn)施加初始溫度而非約束。它也可以在非線性分析中用于估計(jì)隨溫度變化材料特性的初值。熱流率是集中節(jié)點(diǎn)載荷。正的熱流率表示熱量流入模型。熱流率同樣可以施加在關(guān)鍵點(diǎn)上。此載荷通常用于不能施加對流和熱通量的情況下。施加該載荷到熱傳導(dǎo)率相差很大的區(qū)域上時(shí)應(yīng)注意。ANSYS熱分析熱載荷和邊界條件的類型對流施加在模型外表面上的面載荷，模擬模型表面與周圍流體之間的熱量交換。熱通量(熱流密度)

同樣是面載荷。當(dāng)通過面的熱流率已知的情況下使用。正的熱流密度值表示熱量流入模型。熱生成率

作為體載荷施加，代表體內(nèi)生成的熱，單位是單位體積內(nèi)的熱流率。ANSYS熱分析熱載荷和邊界條件的類型ANSYS熱載荷分為四大類:1.DOF約束-指定的DOF(溫度)數(shù)值2.集中載荷-施加在點(diǎn)上的集中載荷(熱流)3.面載荷-在面上的分布載荷(對流、熱流密度)4.體載荷-體積或場載荷（熱生成）ANSYS熱分析熱載荷和邊界條件注意事項(xiàng)在ANSYS中,沒有施加載荷的邊界作為完全絕熱處理。通過施加絕熱邊界條件（缺省條件）得到對稱邊界條件。如果模型某一區(qū)域的溫度已知，就可以固定為該數(shù)值。反作用熱流率只在固定了溫度自由度時(shí)才具有。熱載荷和邊界條件的類型ANSYS熱分析何為瞬態(tài)分析?由于受隨時(shí)間變化的載荷和邊界條件,如果需要知道系統(tǒng)隨時(shí)間的響應(yīng)，就需要進(jìn)行瞬態(tài)分析

。熱能存儲效應(yīng)在穩(wěn)態(tài)分析中忽略，在此要考慮進(jìn)去。時(shí)間，在穩(wěn)態(tài)分析中只用于計(jì)數(shù)，現(xiàn)在有了確定的物理含義。涉及到相變的分析總是瞬態(tài)分析。時(shí)變載荷時(shí)變響應(yīng)ANSYS熱分析除了導(dǎo)熱系數(shù)(k),還要定義密度(r)和比熱(c)。穩(wěn)態(tài)分析和瞬態(tài)分析對明顯的區(qū)別在于加載和求解過程。*MASS71熱質(zhì)量單元比較特殊，它能夠存貯熱能單不能傳導(dǎo)熱能。因此，本單元不需要熱傳導(dǎo)系數(shù)。瞬態(tài)分析前處理考慮因素ANSYS熱分析控制方程回憶線性系統(tǒng)熱分析的控制方程矩陣形式。熱存儲項(xiàng)的計(jì)入將靜態(tài)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗矐B(tài)系統(tǒng):在瞬態(tài)分析中，載荷隨時(shí)間變化......或,對于非線性瞬態(tài)分析,時(shí)間

和

溫度:熱存儲項(xiàng)=(比熱矩陣)x(時(shí)間對溫度的微分)ANSYS熱分析選擇合理的時(shí)間步很重要，它影響求解的精度和收斂性。如果時(shí)間步長

太小,對于有中間節(jié)點(diǎn)的單元會形成不切實(shí)際的振蕩，造成溫度結(jié)果不真實(shí)。時(shí)間步大小建議TtDt如果時(shí)間步長太大,就不能得到足夠的溫度梯度。一種方法是先指定一個相對較保守的初始時(shí)間步長，然后使用自動時(shí)間步長按需要增加時(shí)間步。下面說明使用自動時(shí)間步長大致估計(jì)初始時(shí)間步長的方法。ANSYS熱分析在瞬態(tài)熱分析中大致估計(jì)初始時(shí)間步長，可以使用Biot和Fourier數(shù)。Biot

數(shù)是無量綱的對流和傳導(dǎo)熱阻的比率:其中Dx是名義單元寬度,h是平均對流換熱系數(shù)，K

是平均導(dǎo)熱系數(shù)。Fourier數(shù)是無量綱的時(shí)間(Dt/t),對于寬度為Dx

的單元它量化了熱傳導(dǎo)與熱存儲的相對比率:其中r

和c

是平均的密度和比熱。時(shí)間步大小說明(續(xù))ANSYS熱分析如果Bi<1:可以將Fourier數(shù)設(shè)為常數(shù)并求解

Dt來預(yù)測時(shí)間步長:項(xiàng)

a表示熱耗散。比較大的a

數(shù)值表示材料容易導(dǎo)熱而不容易儲存熱能。如果Bi>1:時(shí)間步長可以用Fourier和Biot數(shù)的乘積預(yù)測:

求解Dt

得到: (Again,where0.1b

0.5)時(shí)間步長的預(yù)測精度隨單元寬度的取值，材料特性的平均方法和比例因子b而變化。時(shí)間步大小說明(續(xù))ANSYS熱分析進(jìn)行瞬態(tài)分析ANSYS缺省情況下是穩(wěn)態(tài)分析。使用下列求解菜單指定要進(jìn)行瞬態(tài)分析:“FULL”是瞬態(tài)熱分析唯一可以使用的選項(xiàng)。7.用戶要輸入求解選項(xiàng)，并不是只對熱分析有效(如求解器，N-R選項(xiàng)等)143256ANSYS熱分析初始條件初始條件必須對模型的每個溫度自由度定義，使得時(shí)間積分過程得以開始。施加在有溫度約束的節(jié)點(diǎn)上的初始條件被忽略。根據(jù)初始溫度域的性質(zhì)，初始條件可以用以下方法之一指定:注:如果沒有指定初始溫度，初始DOF數(shù)值為0。ANSYS熱分析均勻初始溫度如果整個模型的初始溫度為均勻且非0，使用下列菜單指定:1234ANSYS熱分析非均勻的初始溫度如果模型的初始溫度分布已知但不均勻，使用這些菜單將初始條件施加在特定節(jié)點(diǎn)上:4.用圖形選取或輸入點(diǎn)號的方法確定要建立初始溫度的節(jié)點(diǎn)。5.單擊OK.

注:當(dāng)手動或借助于輸入文件輸入IC命令時(shí)，可以使用節(jié)點(diǎn)組元名來區(qū)分節(jié)點(diǎn)。12354ANSYS熱分析非均勻初始溫度(續(xù))注:沒有定義DOF初始溫度的節(jié)點(diǎn)其初始溫度缺省為TUNIF命令指定的均勻數(shù)值。6.選擇

DOF標(biāo)記“TEMP”。7.指定初始溫度數(shù)值。8.完成后單擊OK。單擊APPLY重復(fù)操作，將初始溫度指定到其它節(jié)點(diǎn)上。678ANSYS熱分析由穩(wěn)態(tài)分析得到的初始溫度(續(xù))當(dāng)模型中的初始溫度分布是不均勻且未知的，單載荷步的穩(wěn)態(tài)熱分析可以用來確定瞬態(tài)分析前的初始溫度。要這樣做，按照下列步驟:1.穩(wěn)態(tài)第一載荷步:進(jìn)入求解器，使用穩(wěn)態(tài)分析類型。施加穩(wěn)態(tài)初始載荷和邊界條件。為了方便，指定一個很小的結(jié)束時(shí)間(如1E-3秒)。避免使用非常小的時(shí)間數(shù)值(~1E-10)因?yàn)榭赡苄纬蓴?shù)值錯誤。指定其它所需的控制或設(shè)置(如非線性控制)。求解當(dāng)前載荷步。ANSYS熱分析施加瞬態(tài)分析控制和設(shè)置。求解之前,打開時(shí)間積分:求解當(dāng)前瞬態(tài)載荷步。求解后續(xù)載荷步。時(shí)間積分效果保持打開直到在后面的載荷步中關(guān)閉為止。由穩(wěn)態(tài)分析得到的初始溫度(續(xù))2.后續(xù)載荷步為瞬態(tài):在第二個載荷步中，根據(jù)第一個載荷步施加載荷和邊界條件。記住刪除第一個載荷步中多余的載荷。1234ANSYS熱分析打開/關(guān)閉時(shí)間積分效果象剛剛說明的那樣,穩(wěn)態(tài)分析可以迅速的變?yōu)樗矐B(tài)分析，只要簡單的在后續(xù)載荷步中將時(shí)間積分效果打開。同樣，瞬態(tài)分析可以變成穩(wěn)態(tài)分析，只要簡單的在后續(xù)載荷步中將時(shí)間積分效果關(guān)閉。結(jié)論:從求解方法來說，瞬態(tài)分析和穩(wěn)態(tài)分析的差別就在于時(shí)間積分。ANTYPE,TRANS+TIMINT,OFFANTYPE,STATICANTYPE,STATIC+TIMINT,ONANTYPE,TRANSANSYS熱分析另外的時(shí)間積分例子在本例中，不是在分析的開始關(guān)閉時(shí)間積分效果來建立初始條件，而是在分析的結(jié)束關(guān)閉時(shí)間積分來“加速”瞬態(tài)。通常，分析的目標(biāo)將將瞬態(tài)熱現(xiàn)象中最嚴(yán)重的溫度梯度定量。這些梯度通常在瞬態(tài)的初始階段發(fā)生,并在系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)態(tài)時(shí)隨時(shí)間衰減。當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)穩(wěn)定后，后面的結(jié)果就沒有意義了，分析可以簡單的結(jié)束或如果穩(wěn)態(tài)溫度場也需要得到，就在最后載荷步關(guān)閉時(shí)間積分效果。注意改變到穩(wěn)態(tài)邊界時(shí)的突變。最后一個載荷步的終止時(shí)間可以是任意的,但必須比前面的瞬態(tài)載荷步時(shí)間數(shù)值要大。ANSYS熱分析打開控制打開控制用于在當(dāng)瞬態(tài)熱分析接近穩(wěn)態(tài)時(shí)讓自動時(shí)間步“打開”(增加)時(shí)間步長。在缺省情況下，如果連續(xù)3個子步間的最大溫度變化都小于0.1個溫度單位，那么時(shí)間步長將迅速增加以提高效率。這個控制只能在求解控制中實(shí)現(xiàn)。用這些菜單改變設(shè)置:3.指定溫度。4.指定門檻值。5.指定子步數(shù)。6.單擊OK。123456ANSYS熱分析階躍還是漸變?要準(zhǔn)確模擬系統(tǒng)的瞬態(tài)響應(yīng)，載荷必須以正確的幅值，在正確的時(shí)間和正確的速率施加。回憶一下載荷在載荷步中相對時(shí)間可以是階躍的或漸變的:ANSYS缺省是漸變加載的。漸變加載可以提高瞬態(tài)求解的適應(yīng)性，如果有非線性時(shí)可以提高收斂性。參考第4章學(xué)習(xí)ANSYS如何處理漸變載荷。ANSYS熱分析階躍還是漸變?(續(xù))要模擬階躍載荷，將載荷在很短的時(shí)間內(nèi)漸變施加到全值，然后在后續(xù)載荷步中保持不變。問題:對茶壺進(jìn)行瞬態(tài)熱分析。在底上施加熱流模擬爐子的加熱。熱流載荷應(yīng)該是階躍的還是漸變的如果...1.茶壺在一個剛?cè)贾臓t子上2.茶壺載一個已經(jīng)很熱的爐子上ANSYS熱分析什么是耦合場分析?

耦合場分析考慮兩個或兩個以上的物理場之間的相互作用。這種分析包括直接和間接耦合分析。當(dāng)進(jìn)行直接耦合時(shí),多個物理場（如熱—電）的自由度同時(shí)進(jìn)行計(jì)算。這稱為直接方法，適用于多個物理場各自的響應(yīng)互相依賴的情況。由于平衡狀態(tài)要滿足多個準(zhǔn)則才能取得，直接耦合分析往往是非線性的。每個結(jié)點(diǎn)上的自由度越多，矩陣方程就越龐大，耗費(fèi)的機(jī)時(shí)也越多。下表列出了ANSYS中可以用作直接耦合分析的單元類型。不是所有單元都有溫度自由度。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析什么是耦合場分析?(續(xù))間接耦合分析是以特定的順序求解單個物理場的模型。前一個分析的結(jié)果作為后續(xù)分析的邊界條件施加。有時(shí)也稱之為序貫耦合分析。本分析方法主要用于物理場之間單向的耦合關(guān)系。例如，一個場的響應(yīng)（如熱）將顯著影響到另一個物理場（如結(jié)構(gòu)）的響應(yīng)，反之不成立。本方法一般來說比直接耦合方法效率高，而且不需要特殊的單元類型。本章中我們只討論涉及熱的耦合現(xiàn)象。請注意并非所有ANSYS產(chǎn)品都支持所有耦合單元類型和分析選項(xiàng)。例如，ANSYS/Thermal產(chǎn)品只提供熱—電直接耦合。詳細(xì)說明參見Coupled-FieldAnalysisGuide。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析直接方法-例題在第七章對流部分中，介紹了FLUID66和FLUID116熱—流單元。該單元具有熱和壓力自由度，因此是直接耦合場單元。ANSYS有一些其他的耦合單元，具有結(jié)構(gòu)，熱，電，磁等自由度。絕大多數(shù)的實(shí)際問題只涉及到少數(shù)幾個物理場的耦合。這里提供了幾個涉及到熱現(xiàn)象的直接耦合場分析。熱—結(jié)構(gòu):熱軋鋁板鋁板的溫度將影響材料彈塑性特性和熱應(yīng)變。機(jī)械和熱載荷使得板產(chǎn)生大應(yīng)變。新的熱分析必須計(jì)入形狀改變。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析直接方法-例題(續(xù))熱-電磁場:鋼芯的熱傳遞傳導(dǎo)線圈在鋼芯周圍產(chǎn)生電磁場。該區(qū)域的交變電流在鋼芯內(nèi)產(chǎn)生焦耳熱。鋼芯在熱作用下產(chǎn)生高溫，由于溫度變化梯度很大，因此必須考慮鋼芯材料特性隨溫度的變化。而且，磁場變化的強(qiáng)度和方向都會改變。象這種電磁場諧波分析，只要得出磁向量勢{A}，就能計(jì)算出電流密度向量{J}。它用來計(jì)算下式中的焦耳熱:結(jié)構(gòu)-熱耦合分析直接方法-前處理在直接耦合場分析的前處理中要記住以下方面:使用耦合場單元的自由度序列應(yīng)該符合需要的耦合場要求。模型中不需要耦合的部分應(yīng)使用普通單元。仔細(xì)研究每種單元類型的單元選項(xiàng)，材料特性合實(shí)常數(shù)。耦合場單元相對來說有更多的限制(如,PLANE13不允許熱質(zhì)量交換而PLANE55單元可以,SOLID5不允許塑性和蠕變而SOLID45可以)。不同場之間使用統(tǒng)一的單位制。例如，在熱-電分析中，如果電瓦單位使用瓦(焦耳/秒)，熱單位就不能使用Btu/s。由于需要迭代計(jì)算，熱耦合場單元不能使用子結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析直接方法-加載,求解,后處理在直接方法的加載，求解，后處理中注意以下方面：如果對帶有溫度自由度的耦合場單元選擇瞬態(tài)分析類型的話：瞬態(tài)溫度效果可以在所有耦合場單元中使用。瞬態(tài)電效果(電容，電感)不能包括在熱-電分析中(除非只是TEMP和VOLT自由度被激活)。帶有磁向量勢自由度的耦合場單元可以用來對瞬態(tài)磁場問題建模(如,SOLID62).帶有標(biāo)量勢自由度的單元只能模擬靜態(tài)現(xiàn)象(SOLID5)。學(xué)習(xí)每種單元的自由度和允許的載荷。耦合場單元允許的相同位置(節(jié)點(diǎn),單元面等)施加多種類型的載荷(D,F,SF,BF)。耦合場分析可以使高度非線性的?？紤]使用Predictor和LineSearch功能改善收斂性?？紤]使用Multi-Plots功能將不同場的結(jié)果同時(shí)輸出到多個窗口中。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析間接方法間接方法用于求解間接耦合場問題。它需要連續(xù)進(jìn)行兩個單場的分析(而不是同時(shí))，第一種分析的結(jié)果作為第二種分析的載荷。如:熱結(jié)構(gòu)熱結(jié)構(gòu)許多問題需要熱到結(jié)構(gòu)的耦合(溫度引起的熱膨脹)但反之不可

結(jié)構(gòu)到熱耦合是可以忽略的(小的應(yīng)變將不對初始的熱分析結(jié)果產(chǎn)生影響)在實(shí)用問題中，這種方法比直接耦合要方便一些，因?yàn)榉治鍪褂玫氖菃螆鰡卧?，不用進(jìn)行多次迭代計(jì)算。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析間接方法-例題葉片和盤中的溫度會產(chǎn)生熱膨脹應(yīng)變。這會顯著影響應(yīng)力狀態(tài)。由于應(yīng)變較小，而且接觸區(qū)域是平面對平面的，因此溫度解不用更新。DiskSectorAirfoilPlatformRoot下面是有關(guān)熱現(xiàn)象的一些可以使用間接耦合方法進(jìn)行分析的例子:熱-結(jié)構(gòu): 透平機(jī)葉片部件分析這種分析又叫做熱應(yīng)力分析。這合非常典型的分析類型將在后面有更加詳細(xì)的描述。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析間接方法-例題(續(xù))熱-電: 嵌于玻璃盤的電熱器嵌于玻璃盤的電熱器中有電流。這使得電線中有焦耳熱產(chǎn)生。

由于熱效應(yīng)，電線和盤中溫度增加。由于系統(tǒng)的溫度變化不大，熱引起的電阻變化被忽略。因此，電流也是不變的。當(dāng)電壓{V}求解后，可以用于下式中求解焦耳熱:+V-結(jié)構(gòu)-熱耦合分析間接方法-過程在ANSYS中由兩個基本方法進(jìn)行序貫耦合場分析。它們主要區(qū)別在于每個場的特性是如何表示的:物理環(huán)境方法-單獨(dú)的數(shù)據(jù)庫文件在所有場中使用。用多個物理環(huán)境文件來表示每個場的特性。手工方法-多個數(shù)據(jù)庫被建立和存儲，每次研究一種場。每個場的數(shù)據(jù)都存儲在數(shù)據(jù)庫中。在下面我們將對每種方法和其優(yōu)點(diǎn)加以討論。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析物理環(huán)境為了自動進(jìn)行序貫耦合場分析，ANSYS允許用戶在一個模型中定義多個物理環(huán)境。一個物理環(huán)境代表模型在一個場中的行為特性。物理環(huán)境文件是ASCII碼文件，包括以下內(nèi)容:單元類型和選項(xiàng)節(jié)點(diǎn)和單元坐標(biāo)系耦合和約束方程分析和載荷步選項(xiàng)載荷和邊界條件GUI界面和標(biāo)題在建立帶有物理環(huán)境的模型時(shí)，要選擇相容于所有物理場的單元類型。例如，8節(jié)點(diǎn)的熱塊單元與8節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)塊單元相容，而不與10節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元相容:yesno在使用降階單元形狀時(shí)要注意。具有相同基本形狀的單元不一定支持該種單元的降階模式。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析物理環(huán)境(續(xù))除了相似的單元階次(形函數(shù)階次)和形狀，絕大多數(shù)單元需要相似的單元選項(xiàng)(如平面2-D單元的軸對稱)以滿足相容性。但是，許多載荷類型不需要環(huán)境之間完全相容。例如，8節(jié)點(diǎn)熱體單元可以用來給20節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)塊單元提供溫度。許多單元需要特殊單選項(xiàng)設(shè)置來與不同階次的單元相容。單元屬性號碼(MAT,REAL,TYPE)在環(huán)境之間號碼必須連續(xù)。對于在某種特殊物理環(huán)境中不參與分析的區(qū)域使用空單元類型(type#zero)來劃分

(如，在電磁場分析中需要對物體周圍單空氣建模而熱和結(jié)構(gòu)分析中不用)。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析同時(shí)，確認(rèn)網(wǎng)格劃分的密度在所有物理環(huán)境中都能得到可以接收的結(jié)果。如：物理環(huán)境方法允許載一個模型中定義最多9種物理環(huán)境。這種方法當(dāng)考慮多于兩個場的相互作用時(shí)或不能在每個環(huán)境中使用不同的數(shù)據(jù)庫文件的情況下比較適用。要得到關(guān)于間接問題的物理環(huán)境方法，可以參考《耦合場分析指南》的第二章。物理環(huán)境(續(xù))這種劃分方法在熱分析中可以得到滿意的溫度分布，但......這樣的網(wǎng)格密度在結(jié)構(gòu)分析中才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析熱-應(yīng)力分析在本章的后面部分，我們考慮一種最常見的間接耦合分析；熱-應(yīng)力分析。熱-應(yīng)力分析是間接問題，因?yàn)闊岱治龅玫降臏囟葘Y(jié)構(gòu)分析的應(yīng)變和應(yīng)力有顯著的影響，但結(jié)構(gòu)的響應(yīng)對熱分析結(jié)果沒有很大的影響。因?yàn)闊?應(yīng)力分析只涉及到兩個場之間的連續(xù)作用，我們可以使用手工方法(MM)進(jìn)行順序耦合而不必使用相對復(fù)雜的物理環(huán)境方法

(PEM)。這里是手工方法的幾個優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn):在建立熱和結(jié)構(gòu)模型時(shí)有較少的限制。例如，屬性號碼和網(wǎng)格劃分在熱和結(jié)構(gòu)中可以不同。PEM需要所有的模型都是一致的。MM方法是簡單而且適應(yīng)性強(qiáng)的，ANSYS和用戶都對它進(jìn)行了多年的檢驗(yàn)。缺點(diǎn):用戶必須建立熱和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件。這與單獨(dú)模型的PEM方法對比，需要占用較多的存儲空間。MM如果再考慮其它場時(shí)會比較麻煩。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析基本過程在熱-應(yīng)力分析中，由溫度求解得到的節(jié)點(diǎn)溫度

將在結(jié)構(gòu)分析中用作體載荷。當(dāng)在順序求解使用手工方法時(shí)將熱節(jié)點(diǎn)溫度施加到結(jié)構(gòu)單元上有兩種選項(xiàng)。選擇的原則在于結(jié)構(gòu)模型和熱模型是否有相似的網(wǎng)格劃分:

如果熱和結(jié)構(gòu)的單元有相同

的節(jié)點(diǎn)號碼...1熱模型自動轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)模型，使用ETCHG命令(見相應(yīng)單元表格)。溫度可以直接從熱分析結(jié)果文件讀出并使用LDREAD

命令施加到結(jié)構(gòu)模型上。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析基本過程(續(xù)) 如果熱和結(jié)構(gòu)模型的網(wǎng)格有不同

的節(jié)點(diǎn)號碼...結(jié)構(gòu)單元與熱模型網(wǎng)格劃分不同，為了得到更好的結(jié)構(gòu)結(jié)果。結(jié)構(gòu)體載荷是從熱分析中映射過來。這需要一個較復(fù)雜的過程，使用BFINT

命令對熱結(jié)果插值(不能使用物理環(huán)境)。

下面對比一下使用相同或不同網(wǎng)格的區(qū)別。2結(jié)構(gòu)-熱耦合分析熱-應(yīng)力分析流程圖相同網(wǎng)格?5A.將熱模型轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)模型(ETCHG)5a.清除熱網(wǎng)格并建立結(jié)構(gòu)網(wǎng)格Yes

(Option1)No

(Option2)5B.讀入熱載荷(LDREAD)5b.寫節(jié)點(diǎn)文件(NWRITE)并存儲結(jié)構(gòu)文件5c.讀入熱模型并進(jìn)行溫度插值

(BFINT)5d.讀入結(jié)構(gòu)模型并讀入體載荷文件(/INPUT)6.指定分析類型，分析選項(xiàng)和載荷步選項(xiàng)7.指定參考溫度并施加其它結(jié)構(gòu)載荷8.存儲并求解9.后處理結(jié)束

1.建立，加載，求解熱模型2.后處理確定要傳到結(jié)構(gòu)的溫度3.設(shè)置GUI過濾，改變工作文件名并刪除熱載荷，

CEs,CPs4.定義結(jié)構(gòu)材料特性開始

結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)1. 建立熱模型并進(jìn)行瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)熱分析，得到節(jié)點(diǎn)上的溫度。2. 查看熱結(jié)果并確定大溫度梯度的時(shí)間點(diǎn)(或載荷步/子步)。3a.將GUI過濾設(shè)置為“Structural”和“Thermal”。3b. 改變工作文件名。213b下面是熱-應(yīng)力分析的每步細(xì)節(jié)。3a結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))3c.刪除所有熱載荷3d.刪除耦合序列和約束方程3d3c結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))4.定義結(jié)構(gòu)材料特性，包括熱膨脹系數(shù)(ALPX)。4非線性材料特性如塑性和蠕變在數(shù)據(jù)表格下定義結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))下面兩頁(步驟5A和5B)假設(shè)熱網(wǎng)格在結(jié)構(gòu)中同樣使用

(選項(xiàng)1).

5A.改變單元類型，從熱到結(jié)構(gòu)(ETCHG命令):檢查實(shí)常數(shù)和單元選項(xiàng)是否正確。5AResetsoptionsRetainsoptions結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))5B.從熱分析中施加溫度體載荷(LDREAD命令):9.Solvecurrentloadstep5B確定溫度結(jié)果文件確定結(jié)果的時(shí)間和子步結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))下面六頁(步驟5a-5d)假設(shè)熱網(wǎng)格不在結(jié)構(gòu)模型中使用(選項(xiàng)2)。5a. 清除熱網(wǎng)格...

刪除熱單元類型并定義結(jié)構(gòu)單元類型...

改變網(wǎng)格控制并劃分結(jié)構(gòu)模型。結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))5b. 選擇溫度體載荷的所有節(jié)點(diǎn)并寫入節(jié)點(diǎn)文件。5b指定節(jié)點(diǎn)文件名結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))5c. 存儲結(jié)構(gòu)模型，將工作文件名改為熱工作文件名，讀入熱數(shù)據(jù)庫...

進(jìn)入通用后處理器...

結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))讀入需要的結(jié)果序列，并...

進(jìn)行體載荷插值:節(jié)點(diǎn)文件名寫出的載荷文件名用于寫多個載荷文件使用體-體結(jié)構(gòu)-熱耦合分析 有些情況下熱網(wǎng)格和結(jié)構(gòu)網(wǎng)格并不完全一致。這時(shí)，ANSYS對超過熱模型的結(jié)構(gòu)模型節(jié)點(diǎn)進(jìn)行體載荷插值。

缺省的判斷準(zhǔn)則是看插值的結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)到熱單元邊界的距離是否小于單元邊長的0.5倍。一個在5.4版沒有寫入手冊的特性允許用戶控制該公差數(shù)值：

本命令沒有GUI路徑。因此，命令只能在輸入窗口中手工輸入。BFINT,Fname1,Ext1,Dir1,Fname2,Ext2,Dir2,KPOS,Clab,KSHS使用BFINT插值,

EXTOL例如:如果結(jié)構(gòu)網(wǎng)格包括在熱模型中不存在的圓角時(shí)，許多節(jié)點(diǎn)將落在熱模型的外面。如果圓角足夠大而且熱模型足夠細(xì)致，圓角區(qū)域的載荷將不能寫出。Usingthedefaulttolerance,thesetwonodeswouldnotbeassignedaload熱網(wǎng)格結(jié)構(gòu)網(wǎng)格邊界結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))5d.退出通用后處理器，將工作文件名改為結(jié)構(gòu)工作文件名，讀入結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫...

進(jìn)入求解器...

讀入載荷文件施加溫度載荷:結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))6a. 定義結(jié)構(gòu)分析類型

(缺省為靜態(tài))6b. 指定分析選項(xiàng)(如求解器選項(xiàng))6c. 指定載荷步選項(xiàng)

(如，輸出控制)6a6b6c結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))7a. 設(shè)置求解熱膨脹時(shí)自由應(yīng)變參考溫度(TREF):7結(jié)構(gòu)-熱耦合分析流程細(xì)節(jié)(續(xù))7b. 施加其它結(jié)構(gòu)載荷。8. 存儲模型并求解當(dāng)前載荷步。7b989.結(jié)果后處理:結(jié)構(gòu)-熱耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析ANSYS流-固耦合分析問題概述在這個教程中，運(yùn)用一個簡單的擺動板例題來解釋怎樣建立以及模擬流體－結(jié)構(gòu)相互作用的問題。其中流體模擬在ANSYSCFX求解器中運(yùn)行，而用ANSYS軟件包中的FEA來模擬固體問題。模擬流固相互作用的整個過程中需要兩個求解器的耦合運(yùn)行，ANSYS－MultiField求解器提供了耦合求解的平臺。ANSYS流-固耦合分析示例模擬中固體問題的描述開始模擬運(yùn)行ANSYSWorkbench點(diǎn)擊EmptyProject將出現(xiàn)Project界面，在此界面中有一個一個未存儲的Project選擇File>Save把目錄設(shè)在你的工作目錄，文件名設(shè)為OscillatingPlate點(diǎn)擊Save在Project界面左邊工作面板的LinktoGeometryFile下，點(diǎn)擊Browse，打開所提供的OscillatingPlate.agdb文件確認(rèn)OscillatingPlate.agdb被選（高亮顯示），點(diǎn)擊NewsimulationANSYS流-固耦合分析示例模擬中固體問題的描述建立固體材料當(dāng)模擬界面展開，在模擬界面左邊的目錄樹中展開Geometry選擇Solid，在底下Details窗口中，選擇Material緊連材料名StructuralSteel，用鼠標(biāo)選擇NewMaterial當(dāng)EngineeringData窗口出現(xiàn)，鼠標(biāo)右擊NewMaterial，并重命名為Plate設(shè)置Young’sModulus（楊氏模量）為2.5e06[Pa]，Poisson’sRatio（泊松比）為0.35，Density（密度）為2550[kgm^-3]點(diǎn)擊位于Workbench界面上方的Simulation以回到模擬界面ANSYS流-固耦合分析示例模擬中固體問題的描述基本分析設(shè)置從工具欄選擇NewAnalysis>TransientStress選擇AnalysisSettings，在Details窗口，設(shè)置AutoTimeStepping為off設(shè)置TimeStep為0.1[s]在整個窗口底邊靠右的TabularData面板，設(shè)置EndTime為5.0ANSYS流-固耦合分析示例模擬中固體問題的描述—加入載荷

固定支撐：為確保薄板的底部固定于平板，需要設(shè)置固定支撐條件。右擊目錄樹中TransientStress，在快捷菜單中選擇Insert>FixedSupport用旋轉(zhuǎn)鍵旋轉(zhuǎn)幾何模型，以便可以看見模型底面（low-y），然后選擇并點(diǎn)擊底面（low-y）在Details窗口，選擇Geometry，然后點(diǎn)擊NoSelection使Apply按鈕出現(xiàn)（如果需要）。點(diǎn)擊Apply以設(shè)置固支。ANSYS流-固耦合分析示例流固界面右擊目錄樹中TransientStress，在快捷菜單中選擇Insert>FluidSolidInterface用旋轉(zhuǎn)鍵旋轉(zhuǎn)幾何模型，以便可以方便的通過鈕在流固界面上選擇三個面（low-x,high-yandhigh-xfaces），注意這樣會自動生成1個流固界面。ANSYS流-固耦合分析示例壓力加載右擊目錄樹中TransientStress，在快捷菜單中選擇Insert>Pressure在Geometry中選擇low-x面在Details窗口，選擇Magnitude，用出現(xiàn)的箭頭選擇Tabular（Time）在整個視窗的右底邊TabularData面板，在表中相對應(yīng)于時(shí)間為0[s]設(shè)置壓力為100[pa]表中需要繼續(xù)輸入兩排參數(shù)，100[pa]對應(yīng)于0.499[s]，0[pa]對應(yīng)于0.5[s]模擬中固體問題的描述—加入載荷ANSYS流-固耦合分析示例模擬中固體問題的描述—記錄ANSYS輸入文件

現(xiàn)在，模擬設(shè)置已經(jīng)完成。在Simulation中ANSYSMultiField并不運(yùn)行，因此用求解器按鈕并不能得到結(jié)果然而，在目錄樹中的高亮Solution中，選擇Tools>WriteANSYSInputFile，把結(jié)果寫進(jìn)文件OscillatingPlate.inp網(wǎng)格是自動生成的，如果想檢查，可以在目錄樹中選擇Mesh保存Simulation數(shù)據(jù)，返回OscillatingPlate[Project]面板，存儲ProjectANSYS流-固耦合分析示例創(chuàng)建一個新的模擬：開始ANSYSCFX-Pre.選擇File>NewSimulation.選擇General并點(diǎn)擊OK.選擇File>SaveSimulationAs.在Filename欄,敲入OscillatingPlate.點(diǎn)擊Save.設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiFieldANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField輸入網(wǎng)格右擊Mesh并旋轉(zhuǎn)ImportMesh.選擇提供的網(wǎng)格文件OscillatingPlate.gtm.點(diǎn)擊Open.ANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置仿真類型：選擇Insert>SimulationType.應(yīng)用以下設(shè)置：點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField建立流體物質(zhì)1.選擇Insert>Material.2.把新物質(zhì)名定義為Fluid.3.應(yīng)用以下設(shè)置4.點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField

創(chuàng)建域：為了使ANSYSSolver能夠把網(wǎng)格變形信息傳遞給CFXSolver，在CFX中必須激活網(wǎng)格移動。重命名DefaultDomain為OscillatingPlate，并打開進(jìn)行編輯應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField創(chuàng)建邊界條件流體外部邊界創(chuàng)建一個新邊界條件，命名為Interface.應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField對稱邊界條件創(chuàng)建一個新邊界條件，命名為Sym1.應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OK創(chuàng)建一個新邊界條件，命名為Sym2應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置初始值點(diǎn)擊GlobalInitialization應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置求解器控制點(diǎn)擊SolverControl應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField設(shè)置輸出控制點(diǎn)擊OutputControl點(diǎn)擊TrnResults鍵創(chuàng)建一個瞬態(tài)結(jié)果，用默認(rèn)的文件名對TransientResults1應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊Monitor鍵選擇MonitorOptionsANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField在MonitorPointsandExpressions下點(diǎn)擊Addnewitem，采用默認(rèn)的名字設(shè)置Option為CartesianCoordinates設(shè)置OutputVariablesList為TotalMeshDisplacementX設(shè)置CartesianCoordinates為[0,1,0]點(diǎn)擊OKANSYS流-固耦合分析示例設(shè)置流體問題、在ANSYSCFX-Pre中設(shè)置ANSYSMultiField輸出求解器文件(.def)點(diǎn)擊WriteSolverFile如果PhysicsValidationSummary對話框出現(xiàn)，點(diǎn)擊Yes以繼續(xù)應(yīng)用以下設(shè)置確選擇是StartSolverManager，點(diǎn)擊Save如果發(fā)現(xiàn)文件已經(jīng)存在，點(diǎn)擊Overwrite退出ANSYSCFX-Pre，自己決定是否存儲模擬文件(.cfx)ANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-SolverManager獲得結(jié)果ANSYSMultifieldsimulation的運(yùn)行需要CFX和ANSYS聯(lián)合求解確認(rèn)DefineRun

對話框出現(xiàn)在MultiField鍵,確認(rèn)ANSYS輸入文件地址是正確的確認(rèn)ANSYSInstallRoot

設(shè)置是正確的點(diǎn)擊StartRunANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-SolverManager獲得結(jié)果ANSYS輸出文件點(diǎn)擊UserPoints鍵，觀察薄板上部隨著求解怎樣變形當(dāng)求解完成，ANSYSCFX-SolverManager會彈出一個對話框通知你，點(diǎn)擊Yes以繼續(xù)如果在standalone模式下運(yùn)行ANSYSCFX-Solver，關(guān)閉ANSYSCFX-SolverManagerANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果在固體薄板上觀察結(jié)果顯示BoundaryANSYS(在ANSYS>DomainANSYS中)對BoundaryANSYS進(jìn)行如下設(shè)置點(diǎn)擊Apply選擇Tools>TimestepSelector，打開TimestepSelector對話框選擇value值為1[s]，點(diǎn)擊ApplyANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果相應(yīng)的瞬態(tài)結(jié)果被加載，可看到網(wǎng)格在CFX和ANSYS區(qū)中移動去除BoundaryANSYS復(fù)選框的選擇創(chuàng)建等值線，設(shè)置Locations為BoundaryANSYS和Sym2，設(shè)置Variable為TotalMeshDisplacement，點(diǎn)擊Apply打開TimestepSelector對話框，選擇value值為1.1[s]這樣可以驗(yàn)證TotalMeshDisplacement在CFX和ANSYS區(qū)域中是連續(xù)變化的ANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果接下來打開TimestepSelector對話框，選擇value值為1.1[s]置鼠標(biāo)于瀏覽器中背景顏色顯示的地方，右擊，選擇Deformation>Auto為真實(shí)的反映變形，右擊，選擇Deformation>TrueScaleANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果創(chuàng)建動畫去除Contour1復(fù)選框選擇顯示Sym2對Sym2應(yīng)用以下設(shè)置點(diǎn)擊Apply創(chuàng)建一個矢量圖，設(shè)置Locations為Sym1，設(shè)置Variable為Velocity，設(shè)置Colour為Constant并為黑色，點(diǎn)擊ApplyANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果顯示BoundaryANSYS，設(shè)置Color為constantblue.右擊瀏覽器的空白區(qū)域，選擇PredefinedCamera>ViewTowards-Z，放大薄板以清晰的觀察點(diǎn)擊Animation，動畫對話框?qū)⒊霈F(xiàn)在動畫對話框點(diǎn)擊，創(chuàng)建KeyframeNo1在KeyframeCreationandEditing列表突出KeyframeNo1，然后#ofFrames設(shè)為48在時(shí)間步數(shù)選擇器加載最后一步，value為50點(diǎn)擊，創(chuàng)建KeyframeNo2點(diǎn)擊MoreAnimationOptions，展開Animation對話框ANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果點(diǎn)擊Options鈕在Options上，設(shè)置MPEGSize為720X480(NTSC)點(diǎn)擊Advanced鍵，然后設(shè)置Quality為Custom去除VariableBitRate，設(shè)置BitRate為3000000點(diǎn)擊OK選擇SaveMPEG點(diǎn)擊Browse，設(shè)置MPEG文件存儲路徑點(diǎn)擊SaveANSYS流-固耦合分析示例通過ANSYSCFX-Post觀察結(jié)果點(diǎn)擊Beginning

以加載，等待加載點(diǎn)擊Playtheanimation完成后，退出ANSYSCFX-PostANSYS流-固耦合分析示例安全閥基本知識如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過設(shè)計(jì)壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護(hù)!一切有過壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護(hù)!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單,可靠性高適用范圍廣價(jià)格經(jīng)濟(jì)對介質(zhì)不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達(dá)到安全閥設(shè)定點(diǎn)前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點(diǎn)過大的入口壓力降會造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點(diǎn)彈簧式安全閥的缺點(diǎn)=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強(qiáng).能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運(yùn)行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調(diào)節(jié)型兩種動作特性可遠(yuǎn)傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)對介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點(diǎn)重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)目前低壓儲罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡單.價(jià)格經(jīng)濟(jì).重力板式產(chǎn)品的缺點(diǎn)不可現(xiàn)場調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴(yán)重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達(dá)到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個常用規(guī)范ASMEsectionI-動力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(jì)(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計(jì)算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報(bào)價(jià)依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價(jià)?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復(fù)開啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時(shí)，一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一，然后迅速回座并再次起跳。頻跳時(shí)，閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會造成密封面的嚴(yán)重?fù)p傷。如果頻跳現(xiàn)象進(jìn)一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實(shí)效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實(shí)效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時(shí)無法達(dá)到需要的排放量，系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時(shí)壓力下降超過3%。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，閥門入口處的壓力是相對穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí)，閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計(jì)不當(dāng)，造成連接管內(nèi)局部壓力下降過快超過3%，是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門關(guān)閉。因此安全閥開啟后沒有達(dá)到完全排放，系統(tǒng)壓力仍然很高，所以閥門會再次起跳并重復(fù)上述過程，既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門入口管內(nèi)徑。2、存在嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應(yīng)的補(bǔ)償（使用內(nèi)徑較大的管道）。4、連接管過于復(fù)雜（拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。）導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或?qū)颦h(huán)的位置過高，則閥門起跳后介質(zhì)的作用力無法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài)，從而導(dǎo)致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平，因此回座后閥門會很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需排量。

由于所選的安全閥的喉徑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需，安全閥排放時(shí)過大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過快，而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解，使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳：當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí)，閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負(fù)兩度）從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力，導(dǎo)致閥體內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大：安全閥正常起跳后長時(shí)間無法回座，閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計(jì)不當(dāng)造成排氣不暢，由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞，使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累，這時(shí)背壓會作用在閥門內(nèi)部機(jī)構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門關(guān)閉的趨勢。3、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素：4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復(fù)。5、由于對閥門排放時(shí)的排放反力計(jì)算不足，從而在排放時(shí)閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母（位于閥桿頂端）的定位銷脫落。在閥門排放時(shí)由于振動使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素：7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫，在閥門排放時(shí)由于振動時(shí)彈簧壓緊螺栓松動上滑導(dǎo)致閥門的設(shè)定起跳值不斷減小。

8、閥門安裝不當(dāng)，使閥門垂直度超過極限范圍（正負(fù)兩度）從而使閥桿組件在回落過程中受阻。

9、閥門的密封面中有雜質(zhì)，造成閥門無法正常關(guān)閉。

10、鎖緊螺母沒有鎖緊，由于管道震動下環(huán)向上運(yùn)動，上平面高于密封面，閥門回座時(shí)無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素：謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機(jī)理主要內(nèi)容疾?。?/p>

——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能（包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝）的異常，歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異，而這些蛋白質(zhì)又是細(xì)胞核中相應(yīng)基因借助細(xì)胞受體和細(xì)胞中信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號后作出應(yīng)答（表達(dá)）的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因：

—是遺傳信息的載體

—是一段特定的DNA序列（片段）

—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段

—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運(yùn)：微效基因的變異——生物體對生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有：“人類所有疾病均可視為基因病”之說注：如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話，外傷應(yīng)該無法歸入基因病的行列。Genopathy問：兩個不相干的人，如果他們患得同一疾病，致病基因是否相同？再問：同卵雙生的孿生兄弟，他們患病的機(jī)會是否一樣，命運(yùn)是否相同？┯┯┯┯

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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對的______、______

和

，而引起的

的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念：英語句子中的一個字母的改變，可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化？可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理：替換、增添、缺失堿基對，可能會使性狀不變、變化不大或完全改變?；虻慕Y(jié)構(gòu)改變,一定會引起性狀的改變??原句：1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因

基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性（差異性）在人群中的發(fā)生概率>1%（SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時(shí)，可用致病突變加以描述SNP:散在單個堿基的不同，單個堿基的缺失、插入和置換。

CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異，包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯義突變、無義突變、移碼突變

致病突變生殖細(xì)胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細(xì)胞基因突變局部形成突變細(xì)胞群（腫瘤）。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因（誘發(fā)因素）紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細(xì)菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過程中堿基配對出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時(shí)二聚體對應(yīng)鏈空缺，堿基隨機(jī)添補(bǔ)發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)

5溴尿嘧啶(5BU)與T類似，多為酮式構(gòu)型。間期細(xì)胞用酮式5BU處理，5BU能插入DNA取代T與A配對；插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C，發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變?；瘜W(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)

(酮式)GGC1.生物變異的根本來源，為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別，以適應(yīng)不同的外界環(huán)境，是生物進(jìn)化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)?；蛲蛔兊囊饬x概述：腫瘤細(xì)胞惡性增殖特性（一）腫瘤細(xì)胞失去了生長調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細(xì)胞受損,一旦恢復(fù)原狀，細(xì)胞就會停止增殖，但是腫瘤細(xì)胞不受這一反饋機(jī)制抑制。（二）腫瘤細(xì)胞失去了細(xì)胞分裂的接觸抑制。正常細(xì)胞體外培養(yǎng)，相鄰細(xì)胞相接觸，長在一起，細(xì)胞就會停止增殖，而腫瘤細(xì)胞生長滿培養(yǎng)皿后，細(xì)胞可以重疊起生長。（三）腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更低的營養(yǎng)要求。（四）腫瘤細(xì)胞生長有一種自分泌作用，自己分泌生長需要的生長因子和調(diào)控信號,促進(jìn)自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因，其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號，促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達(dá)異常是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化（癌變）的重要原因?！彩悄芫幋a生長因子、生長因子受體、細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年，洛克菲勒研究院一個年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn)，雞肉瘤細(xì)胞裂解物在通過除菌濾器以后，注射到正常雞體內(nèi)，可以引起肉瘤，首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細(xì)菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細(xì)胞原癌基因的研究歷程：Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年，Stewart和Eddy分離出一種病毒，注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤，因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初，癌病毒研究成了一個極具想像力的研究領(lǐng)域，主流科學(xué)家開始進(jìn)入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間，Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型，且引起細(xì)胞惡變程度不同，推測RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細(xì)胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實(shí)屈從于理論還是堅(jiān)持基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果？VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶，1975年獲諾貝爾獎TeminCrickTemin的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單而巧妙：將合成DNA所需的“原料”，即A、T、C、G四種脫氧核苷酸，與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時(shí)間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子，它不能被RNA酶破壞，但卻可以被DNA酶所分解，證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA，再重復(fù)上述的試驗(yàn)，則不能獲得這種大分子，說明這個DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年，一個日本學(xué)者里子水谷來到Temin的實(shí)驗(yàn)室，這是一個非常擅長實(shí)驗(yàn)的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想，他們開始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA

RNA

ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說，1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎時(shí)，Bishop懊惱不已，因?yàn)樵缭?969年他就認(rèn)為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的，并且也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn)，但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識到：逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個RSV，三個諾貝爾獎?。?！1989年，UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機(jī)制發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞癌基因，并獲諾貝爾獎。Cellularoncogene啟示：Perutz說:“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣，都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時(shí)，工作安排要以分秒計(jì)……可是工作狂是思考的大敵，而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣，都需要直覺和想像力請給自己一些思考的時(shí)間吧！癌基因的分類目前對癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法，一般有下面3種分類方法：一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分（6）類（一）src癌基因家族（二）ras癌基因家族（三）sis癌基因家族（四）myc癌基因家族（五）myb癌基因家族（六）其它：如fos，erb－A等。三、按細(xì)胞增殖調(diào)控蛋白特性分成（4）類（一）生長因子（二）受體類（三）細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)換器（四）細(xì)胞核因子二、按產(chǎn)物功能分（8）類（一）生長因子類（二）酪氨酸蛋白激酶（三）膜相關(guān)G蛋白（四）受體，無蛋白激酶活性（五）胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶（六）胞質(zhì)調(diào)控因子（七）核反式調(diào)控因子（八）其它:db1、bcl－2癌基因產(chǎn)物參與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)

胞外信號作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有：cAMP（環(huán)磷酸腺苷）IP3（三磷酸肌醇）PG（前列腺素）cGMP（環(huán)磷酸鳥苷）DG（二?；视停〤a2＋（鈣離子）CAM（鈣調(diào)素）主要機(jī)制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號反應(yīng)過程,跨膜機(jī)制涉及到：（一）質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)（二）質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白（GTP-regulatoryprotein，G蛋白）和效應(yīng)酶（腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等）組成，有相似的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程：即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。（三）受體操縱的離子通道系統(tǒng)（四）受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)

（一）獲得性基因病

(acquiredgeneticdisease)例如：病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機(jī)制

（二）染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)啟動子或增強(qiáng)子附近而被活化。與基因脆性位點(diǎn)相關(guān)。（三）基因擴(kuò)增（四）點(diǎn)突變?nèi)┗虻漠a(chǎn)物與功能（一）癌基因產(chǎn)物作用的一般特點(diǎn)1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.（二）癌基因產(chǎn)物分類1.細(xì)胞外生長因子：TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子

（三）癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實(shí)驗(yàn)證明，用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細(xì)胞，可使細(xì)胞長期增殖，但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞，在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞，則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。說明：致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用，2種onc在2條通路上發(fā)揮作用，由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子，多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達(dá)幾十種之多，所以大多數(shù)人認(rèn)為：癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因（抗癌基因、抑癌基因）——是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá)，或其產(chǎn)物失去活性時(shí)，細(xì)胞就會異常生長和增殖，最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之，若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型?！┗蚺c抑癌基因相互制約，維持細(xì)胞增殖正負(fù)調(diào)節(jié)信號的相對穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說兩個等位基因同時(shí)突變視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤（Retinoblastoma）RB基因變異(13號染色體)

(1)脫磷酸化Rb蛋白（活性）與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合，抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白（失活）與E2F解離，釋放E2F(3)E2F啟動基因轉(zhuǎn)錄(4)細(xì)胞進(jìn)入增生階段(G1S)因此，Rb蛋白在控制細(xì)胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細(xì)胞進(jìn)入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如：花顏色基因位于一對同源染色體的同一位置上、控制相對性狀的兩個的基因叫等位基因(allele)一對相同的等位基因稱純合等位基因

一對不同的等位基因稱雜合等位基因

顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問：女性的兩條X染色體