双线性等向相变材料属性

双线性等向相变的材料模型可以包含从实体到液体(融化)或从液体到实体(冻结)的相变效应。因此,分析类型必须为瞬态热传递。

具有温度无关/相关属性的材料模型均可用。热传导率和比热将为常数,或作为表(而不是温度)输入电子表格,具体取决于所选的材料模型。

质量密度

材料的质量密度是指其单位体积的质量。当部件状态从实体变为液体时,尽管真实材料的质量密度可能会随之发生变化,但热传递分析中的体积不会改变。因此,该分析中的质量密度为常数。请务必根据建模部件的质量和体积正确设置。

潜在的热熔化

这是将实体单位质量转换为液体所需的热能量。

实体温度

这是指低于此温度时部件完全为实体的温度。如果将此温度增加到实体温度以上,则部件会开始熔化。

液体温度

这是指高于此温度时部件完全为液体的温度。如果将此温度降低到液体温度以下,则部件会开始冻结。

提示: 当温度介于实体温度和液体温度之间时,材料将处于实体和液体的过渡状态。该分数定义哪些部分是液体。由于分数的计算以节点温度为基础,因此实体温度和液体温度不可能相同。在“分析参数”对话框的“选项”选项卡上,您可以选择计算分数的方法。请参见“分析参数: 瞬态热传递”页面上的“计算液体分数”段落。

溶剂溶解温度

如果使用的合金包含混合溶质的溶剂,则溶剂溶解温度等于纯溶剂从实体变为液体时的温度。此参数仅与 Scheil 相关系数结合使用,以计算液体分数。(请参见“分析参数: 瞬态热传递”页面上的“计算液体分数”段落中的方程。)

注: 三个温度输入的关系如下:实体温度 < 液体温度 < 溶剂溶解温度。

平衡分割系数

如果使用的合金包含混合溶质溶剂,则平衡分割系数等于溶质与总合金相除所得的分数。此参数仅与 Scheil 相关系数结合使用,以计算液体分数。

热传导率

材料的热传导率用于衡量材料的导热能力。与热传导率低的材料相比,热传导率高的材料的导热效果更好。部件的实体状态和液体状态使用不同的传导率。

当部件冻结或融化时,传导率等于以液体分数的加权平均值。冻结/融化期间的传导率 =(液体的传导率)*(液体分数)+(实体的传导率)*(1-液体分数)。

如果使用温度相关属性,则传导率将作为查询表(而不是温度)输入电子表格。固相的温度范围应至少从计算得出的最小温度延伸到液体温度,而液相的温度范围应至少从实体温度延伸到计算得出的最大温度。请记住,由于解的迭代性,因此在某些中间迭代中计算得出的温度可能会超出最终的温度范围。为此,输入属性时应允许某些引导方式。

单元的传导率取决于使用节点的平均计算温度以线性方式插入的表。如果传导率-温度曲线斜率较大,或者曲线中的步长发生变化,则应使用较小的时间步和/或网格捕获更改单元内材料属性所产生的效应。以升序顺序输入温度(或在输入数据后使用“排序”按钮)。

比热

材料的比热是指单位质量的材料温度升高 1 度所需的能量。此属性适用于所有热单元。部件的实体状态和液体状态使用不同的比热。

当部件冻结或融化时,比热等于以液体分数的加权平均值。冻结/熔化期间的比热 =(液体的比热)*(液体分数)+(实体的比热)*(1-液体分数)。

如果使用温度相关属性,则比热将作为查询表(而不是温度)输入电子表格。固相的温度范围应至少从计算得出的最小温度延伸到液体温度,而液相的温度范围应至少从实体温度延伸到计算得出的最大温度。请记住,由于解的迭代性,因此在某些中间迭代中计算得出的温度可能会超出最终的温度范围。为此,输入属性时应允许某些引导方式。

单元的比热取决于使用节点的平均计算温度以线性方式插入的表。如果比热-温度曲线斜率较大,或者曲线中的步长发生变化,则应使用较小的时间步和/或网格捕获更改单元内材料属性所产生的效应。以升序顺序输入温度(或在输入数据后使用“排序”按钮)。

提示: 有关质量密度和比热转换为相应单位的提示,请参见转换质量单位页面。或者,定义一个使用质量提供单位的显示单位制。