关于摩擦生热分析

1、摩擦生热基本概念

摩擦生热是常见的工程问题，摩擦生热是能量转换的过程，即把摩擦能转换为机械能的过程。

产生摩擦热，必须激活带温度自由度的接触，同时必须使用热-结构耦合单元，即摩擦生热为直接热结构耦合，也就是双向热-结构耦合问题。

2、耦合场单元

1）PLANE223

Structural-Thermal

Piezoresistive

Electroelastic

Piezoelectric

Thermal-Electric

Structural-Thermoelectric

Thermal-Piezoelectric

Structural-Diffusion

Thermal-Diffusion

Structural-Thermal-Diffusion

2）SOLID226

Structural-Thermal

Piezoresistive

Electroelastic

Piezoelectric

Thermal-Electric

Structural-Thermoelectric

Thermal-Piezoelectric

Structural-Diffusion

Thermal-Diffusion

Structural-Thermal-Diffusion

3）SOLID227

Structural-Thermal

Piezoresistive

Electroelastic

Piezoelectric

Thermal-Electric

Structural-Thermoelectric

Thermal-Piezoelectric

Structural-Diffusion

Thermal-Diffusion

Structural-Thermal-Diffusion

3、插入命令流

(1)定义耦合场单元

ET,1,226,11

MP,EX,1,2e11

MP,PRXY,1,0.3

MP,DENS,1,7800

UIMP,1,REFT,,,20

MP,ALPX,1,4.1e-6

MP,KXX,1,100

MP,C,1,180

（2）激活接触的热自由度

keyopt,cid,1,1

keyopt,tid,1,1

RMODIF,cid,14,2e5

RMODIF,tid,14,2e5

(3)定义初始温度与参考温度

TUNIF,20,

TREF,20,

（4）定义热边界

sf,ww,conv,50,20

4、实例-圆柱摩擦生热

如图给出了圆柱转动摩擦生热计算模型，该模型由底座和圆柱体组成。

底座和圆柱的材料参数相同，即弹性模量为2E11Pa,泊松比为0.3，密度为7800Kg/m3,热膨胀系数为3.1E-6,导热系数为70，比热为120，摩擦系数为0.2，热接触导热系数为2E5。

完全固定约束底座底面，在圆柱顶面施加如图2所示的转速，同时在整个求解过程中在圆柱顶面施加向下的压缩量为2E-4m