保險片，也稱保險卡、保險鋼片，是機械設(shè)計和電氣系統(tǒng)中常見的一種安全機構(gòu)和保險裝置。保險片在電氣系統(tǒng)中發(fā)揮著不可或缺的作用，作為一道關(guān)鍵的安全屏障，它能夠在電路出現(xiàn)短路或過載等異常情況時迅速熔斷，切斷電路，從而有效防止電流過大對設(shè)備和系統(tǒng)造成的損害，保障用電安全。其易檢測、更換簡單的特點也大大簡化了維修工作，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

下面以LITTLE 125A 保險片為例，它在在通電流為 94A，時間為 30 分鐘后保險片的發(fā)熱情況。以此為前提，對其進行發(fā)熱安全分析。

1、在CAE中建立模型

中間的部分為保險片，兩端的圓柱體為固定螺栓的簡化模型，在此分析中，螺栓起到了傳導熱量的作用。

保險片與螺栓裝配體的簡化模型

2、輸入材料參數(shù)：

保險片的材料為 CU，中間半圓球形的是 SN，兩端的圓柱體是 FE。需要輸入的數(shù)據(jù)有：熱導率、密度、電導率、焦耳熱系數(shù)、比熱容。

3、ASSEMBLY 模塊：

將保險片和圓柱體螺栓模型裝配起來，使它們的表面剛好接觸。

4、STEP 模塊：

選擇瞬態(tài)分析，分析周期為 1800S，初始增量步為 1，最小增量步長為 1E-5，選擇錫點的中心為 T1 點，最細 的部分為 T2 點，腿部為 T3，邊緣一點為 T4，設(shè)置 T1、T2、T3、T4 點的溫度為歷史輸出數(shù)據(jù)。

5、LOAD 模塊： 

負載設(shè)置一端為電流輸入端，電流密度為 0.98A/mm2 ，電流的加載盡可能的模擬實際加載，因為加載面積與溫升有著緊密的關(guān)系。

邊界條件設(shè)置另一端點電壓值為0。

6、INTERACTION 模塊

對于此次分析，根據(jù)經(jīng)驗判定，保險的發(fā)熱不超過 150°C，所以它的輻射作用可以忽略，同時 stefan-boltzmann也不用設(shè)置，設(shè)置腿的部分和熔絲部分的對流系數(shù)，但是在此次分析中，因為有殼體的作用，所以中間融絲部分的對流系數(shù)不設(shè)置。

將螺栓與保險片接觸的部分用 TIE 約束加起來。

7、MESH 模塊：

用分割命令分割模型，模型變?yōu)榫G色或者黃色。

本分析用到了自由網(wǎng)格劃分技術(shù)。此時模型的部分變?yōu)榉奂t色。

單元類型為熱電耦合單元 。

8、分析結(jié)果：

保險片與螺栓的溫升云圖

由此圖可以得出，保險片最大溫升的部分為中間的錫點部分。

保險片錫點處的溫升圖

實驗室測得的錫點 P1 的溫度曲線如下圖：

實驗室保險片錫點處的溫度

實驗室測保險片的溫度如下表：

用 ABAQUS作出的結(jié)果與實驗室的溫度曲線做對比。1800S時溫度的差值為：（25+161-141.5）/141.5=0.314=31.4%

9、差異產(chǎn)生的來源：

實驗室的密封性影響了空氣的對流，導致對流系數(shù)的不穩(wěn)定，一般對流強度會增大，所以實驗室測的的數(shù)據(jù)小于 ABAQUS 的分析結(jié)果。