现考虑一平板，其有两种材料组成，左侧为钢材，右侧为铁，中间采用铜进行焊接，平板的尺寸为1×1×0.2m，横截面积如下图所示：
平板焊接完成后，初始温度为800℃，将平板放置在空气中，空气的温度为30℃，对流系数为110W/(m^2·℃)，分析其在10分钟之后的温度场以及应力场。
材料属性如下表所示：
| 材料 属性 |
温度 /℃ |
弹性模量 /Gpa |
屈服强度 /Gpa |
切变模量 /Gpa |
导热系数 /W/(m·℃) |
线膨胀系 数/℃^-1 |
比热 /J/(kg·℃) |
密度 /kg/m^3 |
泊松比 |
| 钢 | 30 | 206 | 1.4 | 20.6 | 66.6 | 1.06E-04 | 460 | 7800 | 0.3 |
| 200 | 192 | 1.33 | 19.8 | ||||||
| 400 | 175 | 1.15 | 18.3 | ||||||
| 600 | 153 | 0.92 | 15.6 | ||||||
| 800 | 125 | 0.68 | 11.2 | ||||||
| 铜 | 30 | 103 | 0.9 | 10.3 | 383 | 1.75E-05 | 390 | 8900 | 0.3 |
| 200 | 99 | 0.85 | 0.98 | ||||||
| 400 | 70 | 0.75 | 0.89 | ||||||
| 600 | 79 | 0.62 | 0.75 | ||||||
| 800 | 58 | 0.45 | 0.52 | ||||||
| 铁 | 30 | 118 | 1.04 | 1.18 | 46.5 | 5.87E-06 | 450 | 700 | 0.3 |
| 200 | 109 | 1.01 | 1.02 | ||||||
| 400 | 93 | 0.91 | 0.86 | ||||||
| 600 | 75 | 0.76 | 0.69 | ||||||
| 800 | 52 | 0.56 | 0.51 |
由于问题类型为热分析类型，因此本文选择PLANE13和SOLDE5热应力耦合单元，材料设置如下图所示：
钢材弹性模量设置
钢材非线性参数
此处由于材料的线性参数(弹性模量)和非线性参数(屈服强度等)都与温度有关，需要进行多温度的设置，在APDL中可以使用MPDATA设置线性参数，TBDATA设置非线性参数与温度的关系。设置完成之后进行模型的建立。
有限元模型
模型的建立比较简单，根据尺寸，先采用AREA将平面建立出来，并划分好网格，之后采用VOFFST进行体积拉伸，直接拉伸出有限元模型，需要注意，在拉伸之前务必使用ESIZE设置有限元单元的尺寸，此处设置划分份数为10。
根据问题，此处采用瞬态分析，主要是需要考虑结构和温度的时间积分效应，在瞬态分析选项中将其打开：
时间积分效应
之后设置时间为600s，进入加载步骤。
根据温度控制的要求，先设置总体温度为800度，采用TUNIF命令，或者在GUI中定义热力学荷载，设置完成后设置对流，对流的设置如下：
对流参数设置
荷载设置完成之后，务必全选模型再进行求解。
求解
由于模型较为简单，求解速度较快，可以很快的看到模型的温度场和位移场，如下图所示：
温度场分布
X方向应力场
X方向位移场
APDL代码以如下所示：
模型为测试模型，APDL代码不公开，如有需要请留言。
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强
必须的