热-结构耦合分析培训课程
培训对象
从事热应力/热变形分析的仿真工程师、电子封装/焊接工艺/高温结构设计人员、需要掌握顺序耦合/直接耦合方法的CAE分析专家。
培训目标
培训内容介绍
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热-结构耦合基础理论：热应力的产生机理；热膨胀系数（CTE）的物理意义；热弹性力学基本方程；热应力的分类（温度梯度应力、约束应力）。
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热分析基础回顾：热传导的三种方式；稳态热分析与瞬态热分析；热边界条件（温度、热流、对流、辐射）；材料热属性（导热系数、比热、密度）。
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结构分析基础回顾：线弹性力学基本方程；热应力的等效节点载荷；热应变与热应力的计算；弹塑性热应力的考虑。
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顺序耦合方法：顺序耦合的基本原理（先温度场计算，再结构应力分析）；温度场结果向结构分析的映射；载荷步与时间点的匹配；顺序耦合的适用场景。
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直接耦合方法：直接耦合单元的特性；热-结构耦合单元的选择；同时求解温度场与位移场；直接耦合的适用场景（强耦合问题、材料属性强依赖温度）。
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材料属性温度依赖性：弹性模量、屈服强度、热膨胀系数的温度相关性；材料高温蠕变行为的考虑；热物性参数（导热系数、比热）随温度的变化；多段线性/表格化输入。
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热-结构耦合边界条件：温度载荷的施加方式（体温度、节点温度）；结构约束与热边界的同时定义；接触热阻与结构接触的耦合；辐射换热与结构变形的耦合。
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电子封装热应力分析：封装结构（芯片、基板、焊球、散热盖）的建模；材料CTE不匹配引起的热应力；回流焊过程的温度循环；焊点疲劳寿命的预测。
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焊接变形与残余应力：焊接热源的移动加载；焊缝金属的熔化与凝固；相变与热力耦合；焊接残余应力的分布；焊后热处理（PWHT）的模拟。
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高温结构强度分析：高温环境下的结构承载；热-机械载荷的共同作用；蠕变-疲劳交互作用；高温结构的失效模式（过度变形、蠕变断裂）。
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热-结构耦合收敛控制：非线性迭代的收敛问题；材料非线性与几何非线性的耦合；时间步长的自动控制；重启动技术的应用。
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综合实战项目：典型热-结构耦合问题（如IGBT模块热应力、管道焊接残余应力、高温法兰密封分析）的完整仿真。
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