热力耦合单元

热应力问题实际上是热和应力两个物理场之间的相互作用，故属于耦合场分析问题。与其他耦合场得分析方法类似，ANSYS提供了两种分析热应力的方法：直接法和间接法。 直接法是指直接采用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分析和结构应力分析结果；间接法则是先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加到结构应力分析中。

2 直接法进行热应力分析单元

ANSYS运用直接法进行热应力分析主要采用耦合单元，其中包括热—应力耦合单元、热—应力—电和热—应力—磁耦合单元，表1显示了不同类型的热—应力耦合单元。

表1 ANSYS12.1常用的热耦合单元

单元类型 热—应力—电、 热—应力—磁耦合单元 单元名称 PLANE13、SOLID5、SOLID98、TARGE169、TARGE170、CONTA171、CONTA172、CONTA173、CONTA175、CONTA223、SOLID226、SOLID227 3 间接法进行热应力分析单元

间接法一般是先采用常规热单元进行热分析，然后将热单元转换为响应的结构单元，并将求得的节点温度作为体载荷施加到模型上再进行结构应力分析，因此在整个分析过程中存在热单元与结构单元的转换问题，表2列出了热单元与响应的结构单元的对应关系。

表2 热单元与结构单元的转换表

热单元 LINK32 LINK33 PLANE35 PLANE55 SHELL57 PLANE67 LINK68 SOLID69 SOLID70 MASS71 PLANE75 PLANE77 PLANE78 SOLID87 SOLID90 SHELL131 SHELL132 SURF151 SURF152 SHELL157

结构单元 LINK1 LINK8 PLANE2 PLANE42 SHELL63 PLANE42 LINK8 SOLID45 SOLID45 MASS21 PLANE25 PLANE82 PLANE83 SOLID92 SOLID95 SHELL181 SHELL91/SHELL93 SURF153 SURF154 SHELL63