【资料图】

当在仿真分析中定义热膨胀系数，必须小心处理温度相关数据。常用两种系数来定义：瞬时热膨胀系数 (Instantaneous Coefficient Of Thermal Expansion) 和平均热膨胀系数 (Secant Coefficient Of Thermal Expansion) ，理解两者的区别至关重要。

如上图热应变—温度曲线的割线斜率即为平均热膨胀系数，其为相对某参考温度变化到当前温度的热应变来计量：；热应变—温度曲线的切线斜率代表瞬时热膨胀系数（切线斜率）：，与参考温度无关。

Ansys程序根据计算结构热应变，如果材料数据以瞬时热膨胀系数输入，则程序会根据将瞬时值转化为平均值来进行热应变计算，当T=时不需要调整，直接定义。

直接定义多温度点材料平均热膨胀系数时，由于依赖于参考温度，如果参考温度的值与热应变为零值对应的温度不同，则需要将热膨胀系数值转换为相对的值，并用如下方程进行转换：

在经典Ansys中可以通过MPAMOD命令来定义，则系数会自动转换。在Ansys Mechanical中通过Engineering Data中的Zero-Thermal-Strian Reference Temperature来指定即可。

的定义通过每个几何体单独定义（MP,REFT）或整体环境温度（TREF）来定义。

以下将以某板在温度场作用下的热应变分析为例，针对定义的不同的类型的热膨胀系数进行对比分析。

在相同的温度变化下，平均热膨胀系数由瞬态热膨胀系数转化而来。分析中设置温度由20℃升温到100℃，计算得到的热应变如下图，平均热膨胀系数得到热应变量0. 96872e-3，与理论计算（100-20）*12.109e-6=0.96872e-3完全匹配；瞬时热膨胀系数得到的热应变量为0.96875e-3，与材料测试结果匹配更好。