瞬態溫度場

瞬態溫度場指的是物質系統內各個點上瞬態溫度的集合稱為溫度場。它是時間和空間坐標的函式，反映了溫度在空間和時間上的分布。

基本介紹

• 中文名：瞬態溫度場
• 套用領域：熱力學分析
• 簡介：是關於時間的函式

離合器瞬態溫度場分析的前提條件

(1)在離合器接合過程中，壓盤摩擦片間不斷地流入和流出，因此其溫度在不斷的變化，則摩擦片壓盤的材料熱性能參數要受到溫度的影響。由於實驗儀器的限制，不能夠測量這些參數的變化，故在這裡假設壓盤和摩擦片的材料熱性能參數不隨溫度變化。

(2)任何有溫度的物體都要向外輻射能量，離合器也不例外。由於離合器接合分離的時間很短，且壓盤和摩擦片的溫度不是很高，考慮到輻射計算的複雜性，暫不考慮離合器的輻射散熱。

(3)實際工作中，離合器由於溫度過高，或者散熱不好，材料的物理化學性質就會發生變化，比如塑性變形、析氫等現象。這些現象在溫度場求解中是很難實現的，因此在該分析中將此現象忽略掉。

(4)摩擦熱的產生，總是會有各種現象可能會帶走部分的摩擦熱，如磨損會帶走摩擦熱。為了分析問題方便，認為摩擦熱流完全被壓盤和摩擦片吸收。

(5)根據產生熱量來源的滑摩功計算公式可判斷出壓盤摩擦片的溫度場是沿徑向和軸向變化的二維溫度場。

有限元瞬態溫度場分析前提條件

結構離散化就是將結構分成有限個小的單元，單元與單元、單元與邊界之間通過節點連線。結構的離散化是有限元法分析多的第一步，關係到計算精度與計算效率，是有限元法的基礎步驟，包含以下的內容：

1）單元類型選擇。離散化首先要選定單元類型，這個包括單元形狀、單元節點與節點自由度等三個方面的內容。

2）單元劃分。劃分單元時應注意一下幾點：①格線劃分越細，節點越多，計算結果越精確。格線加密到一定程度後計算精度的提高就不明顯，對應力應變變化平緩的區域不必要細分格線。②單元形態應該儘可能接近相應的正多邊形或者正多面體，如三角形單元三邊應儘量接近，且不出現鈍角；矩陣單元長度不宜長寬相差過大等。③單元節點應與相鄰單元節點相連線，不能置於相鄰單元邊界上。④同一單元由同一種材料構成。⑤格線劃分應儘可能有規律，以利於計算機自動生成格線

3）節點編碼

穩態熱傳導問題的溫度場問題與時間無關，採用有限元單元進行離散以後，可以直接得到有限元的單元方程。在熱傳導的問題中，場變數是溫度，是標量場。瞬態熱傳導問題的溫度場是隨時間變化的。在空間域有限元離散後，得到的是一階常微分方程組。它的解法原則上和動力學問題類同，可以採用模態疊加法或直接積分法。但從實際套用考慮，更多的是採用後者。瞬態溫度場與穩態溫度場主要的差別是瞬態溫度場的場變數不僅是區域內部點的坐標函式，而且還是時間t的函式，但是時間和空間兩種區域並不耦合。求解這類問題的方法是在空間域採用有限元格式離散，而在時間域採用差分法離散。

瞬態熱分析的載荷步及步長的選擇

載荷步僅僅是為了獲得解答的載荷配置，它的作用是在給定的時間間隔內施加的一組載荷。在瞬態分析中，用多個載荷步載荷歷程曲線的不同區段來描述載荷隨時間的變化情況。對於非線性分析，每個載荷步都需要多個載荷子步。時間步長的大小關係到計算的精度。步長越小，計算精度越高，同時計算的時間越長。

分析參數的確定

名稱	外徑	內徑	比熱容	密度	導熱係數	材料
壓盤	180	129	540	7300	50	HT200