ANSYS热分析指南与经典案例

合集下载

ANSYS热应力分析经典例题

ANSYS热应力分析经典例题

ANSYS热应力分析例题实例1圆简内部热应力分折:有一无限长圆筒,其核截面结构如图13—1所示,简内壁温度为200℃,外壁温度为20℃,圆筒材料参数如表13.1所示,求圆筒内的温度场、应力场分布。

该问题属于轴对称问题。

由于圆筒无限长,忽略圆筒端部的热损失。

沿圆筒纵截面取宽度为10M的如图13—2所示的矩形截面作为几何模型。

在求解过程中采用间接求解法和直接求解法两种方法进行求解。

间接法是先选择热分析单元,对圆筒进行热分析,然后将热分析单元转化为相应的结构单元,对圆筒进行结构分析;直接法是采用热应力藕合单元,对圆筒进行热力藕合分析。

/filname,exercise1-jianjie/title,thermal stresses in a long/prep7 $Et,1,plane55Keyopt,1,3,1 $Mp,kxx,1,70Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2Lesize,all,,,5 $Amesh,1 $Finish/solu $Antype,staticLsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20allsel $outpr,basic,allsolve $finish/post1 $Set,last/plopts,info,onPlnsol,temp $Finish/prep7 $Etchg,ttsKeyopt,1,3,1 $Keyopt,1,6,1Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,allLsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,allAllsel $Finish/solu $Antype,staticD,all,uy,0 $Ldread,temp,,,,,,rthAllsel $Solve $Finish/post1/title,radial stress contoursPlnsol,s,x/title,axial stress contoursPlnsol,s,y/title,circular stress contoursPlnsol,s,z/title,equvialent stress contoursPlnsol,s,eqv $finish/filname,exercise1-zhijie/title,thermal stresses in a long/prep7 $Et,1,plane13Keyopt,1,1,4 $Keyopt,1,3,1Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28MP,KXX,1,70Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2Lesize,all,,,5 $Amesh,1Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,allLsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,allALLSEL $Finish/solu $Antype,staticLsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20allsel $outpr,basic,allsolve $finish/post1 $Set,last/plopts,info,onPlnsol,temp/title,radial stress contoursPlnsol,s,x/title,axial stress contoursPlnsol,s,y/title,circular stress contoursPlnsol,s,z/title,equvialent stress contoursPlnsol,s,eqv $finish实例2冷却栅管的热应力分析图中为一冷却栅管的轴对称结构示意图,其中管内为热流体,温度为200℃,压力为10Mp,对流系数为110W/(m2•℃);管外为空气,温度为25℃,对流系数为30w/(mz.℃)。

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤:•前处理:建模、材料和网格•分析求解:施加载荷计算•后处理:査看结果1、建模①、确定jobname> title、unit;②、进入PREP7前处理,定义单元类型,设定单元选项;③、定义单元实常数;④、定义材料热性能参数,对于稳态传热,一般只需定义导热系数,它可以是恒定的,也可以随温度变化;⑤、创建儿何模型并划分网格,请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

2、施加载荷计算①、定义分析类型•如果进行新的热分析:Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state•如果继续上一次分析,比如增加边界条件等:Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件):a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。

Command Family: DGUI: Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷,主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷),如果输入的值为正,代表热流流入节点,即单元获取热量。

如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。

注意:如果在实体单元的某一节点上施加热流率,则此节点周用的单元要密一些,在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时, 尤其要注意:。

此外,尽可能使用热生成或热流密度边界条件,这样结果会更精确些。

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程和实例

ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤:•前处理:建模、材料和网格•分析求解:施加载荷计算•后处理:查看结果1、建模①、确定jobname、title、unit;②、进入PREP7前处理,定义单元类型,设定单元选项;③、定义单元实常数;④、定义材料热性能参数,对于稳态传热,一般只需定义导热系数,它可以是恒定的,也可以随温度变化;⑤、创建几何模型并划分网格,请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

2、施加载荷计算①、定义分析类型●如果进行新的热分析:Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state●如果继续上一次分析,比如增加边界条件等:Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) :a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。

Command Family: DGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷,主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷),如果输入的值为正,代表热流流入节点,即单元获取热量。

如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。

注意:如果在实体单元的某一节点上施加热流率,则此节点周围的单元要密一些,在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时,尤其要注意。

此外,尽可能使用热生成或热流密度边界条件,这样结果会更精确些。

ANSYS流体与热分析第10章热分析典型工程实例

ANSYS流体与热分析第10章热分析典型工程实例

第10 章热分析典型工程实例本章要点拉伸特征旋转特征扫掠特征混合特征孔特征壳特征本章案例某型号手机电池的散热分析冷库复合隔热板热量流动分析电子元器件散热装置温度分析10.1 工程实例1——某型号手机电池的散热分析该算例为某型手机电池的散热分析,如图10-1为某型号手机背面的照片,图中可见手机的电池的位置。

在手机工作时,电池可向外传递热量。

使用手机的读者应该都体会过手机电池发热的现象,特别是在长时间接打电话时,这种现象尤为明显。

本实例对某型号手机进行分析,电池的标准电压为3.7V,电池容量为750mAh。

试求手机开机状态下外壳的温度分布。

手机的各部分材料性能参数如表10.1所示。

图10-1 手机背面照片在计算分析过程中我们将手机看做三个组成部分:塑料外壳、手机内部材料和手机电池。

忽略手机内部线路和芯片,可以将手机电池看做唯一热源。

简化后的手机模型如图10-2所示,图中单位均为cm。

本实例拟采用Solid Tet 10node 87单元进行分析。

由于电池功率和环境温度均可视为恒定不变,因此分析类型为稳态。

图10-2 简化后的手机模型由电池的电压和电流可以算得电池的功率:==⨯=P UI 3.70.75 2.775W电池的体积为:3=⨯⨯=V0.040.010.050.00002m电池的发热量:3==Q P/V138750W/m——附带光盘“Ch10\实例10-1_start”——附带光盘“Ch10\实例10-1_end”——附带光盘“A VI\Ch10\10-1.avi”1、定义分析文件名1、选择Utility Menu>File>Change Jobname,在弹出的单元增添对话框中输入Example10-1,然后点击OK按钮。

2、选择Main Menu>Preferences,弹出Preferences for GUI Filtering对话框,点选Thermal复选框,单击OK按钮关闭该对话框。

ANSYS APDL热分析入门

ANSYS APDL热分析入门

APDL热分析关键知识及实例一.关键概念(1)λ:热导率,是指当温度垂直向下梯度为1℃/m时,单位时间内通过单位水平截面积所传递的热量。

(2)E: 弹性模量,材料在弹性变形阶段,其应力和应变成正比例关系(即符合胡克定律),其比例系数称为弹性模量。

(3)Β:热胀系数,物体由于温度改变而有胀缩现象。

其变化能力以等压(p一定)下,单位温度变化所导致的长度量值的变化,即热膨胀系数表示。

各物体的热膨胀系数不同,一般金属的热膨胀系数单位为1/度(摄氏)。

(4)μ:泊松比,指材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值,也叫横向变形系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。

(5)α:传热系数、膜系数,单位时间通过单位面积传递的热量。

(6)T u: 接触温度,材料与外界接触处温度。

(7)C: 热容,“当一系统由于加给一微小的热量δQ而温度升高dT时,δQ/dT 这个量即是该系统的热容。

”(8)q: 热通量,单位时间内,通过物体单位横截面积上的热量。

(9)ε:发射系数,原子谱线中发射谱线的辐射能量可用一个发射系数来表示,其含义为单位时间单位体积单位立体角内辐射的能量。

●传热三种基本方式:热传导、热对流及热辐射。

●热流率/热流量(Heat flow)表示单位时间内,通过传导,对流,辐射的方式穿过给定表面传输的热量,也称为热流量。

常表示为Φ,国际单位为瓦特(W)。

这是一种热学上荷载,即热量,相当于功率。

如果大于零,表示热量流入,物体获得热量,反之,热量外流。

●热流密度/热通量(Heat Flux)一般用q表示,定义为单位时间内,通过物体单位横截面积上的热量。

二.基本代号(热力学基本符号)●APDL关键缩略写K:关键点L:线E:单元DENS:密度MAT:材料ET:单元类型KXX:热导率EX:弹性模量HF:传热系数PRXY:泊松比ALPX:热胀系数REFT:参考温度GXY:剪切模量MU:摩擦系数REAL:实常数MP:材料类型PRIN:主应力SINT:应力强度SEQV:等效应力IC:初始条件三.主要知识1.常用分析单元:MASS71:Thermal MassLINK31:Radiation LinkLINK33: convection LinkLINK34:conduction LinkPLANE35:Thermal SolidPLANE55:Thermal SolidSHELL131:Themal ShellPLANE223:Coupled_filed Solid2.热分析的类型ANSYS支持两种类型的热分析:(1)稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性,稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。

ANSYS经典案例分析

ANSYS经典案例分析

ANSYS经典案例分析ANSYS(Analysis System)是世界上应用广泛的有限元分析软件之一、它在数值仿真领域拥有广泛的应用,可以解决多种工程问题,包括结构力学、流体动力学、电磁学、热传导等。

本文将分析ANSYS的经典案例,并介绍其在不同领域的应用。

一、结构力学领域1.案例一:汽车碰撞分析汽车碰撞是一个重要的安全问题,对车辆和乘客都有很大的影响。

利用ANSYS进行碰撞分析可以模拟不同类型车辆的碰撞过程,并预测车辆结构的变形情况以及乘客的安全性能。

通过这些分析结果,可以指导汽车制造商改进车辆结构,提高车辆的碰撞安全性能。

2.案例二:建筑结构分析建筑结构的合理性和稳定性对于保证建筑物的安全和耐久性至关重要。

ANSYS可以对建筑结构进行强度和刚度的分析,评估结构的稳定性和安全性能。

例如,可以通过ANSYS分析大楼的地震响应,预测结构的位移和变形情况,以及评估建筑物在地震中的安全性。

二、流体动力学领域1.案例一:空气动力学分析空气动力学分析对于飞行器设计和改进具有重要意义。

利用ANSYS可以模拟飞机在不同速度下的气动性能,预测飞机的升阻比、空气动力学力矩等参数。

通过这些分析结果,可以优化飞机的设计,提高飞行性能和燃油效率。

2.案例二:水动力学分析水动力学分析对于船舶和海洋工程设计至关重要。

利用ANSYS可以模拟船舶在不同海况下的运动特性,预测船舶的速度、稳定性和抗浪性能。

通过这些分析结果,可以优化船舶的设计,提高船舶的性能和安全性能。

三、电磁学领域1.案例一:电力设备分析电力设备的稳定性和运行性能对电力系统的正常运行至关重要。

利用ANSYS可以模拟电力设备的电磁特性,预测电磁场分布、电磁场强度和电流密度等参数。

通过这些分析结果,可以评估电力设备的稳定性和运行性能,并指导电力系统的设计和改进。

2.案例二:电磁干扰分析电磁干扰是电子设备设计中常见的问题,特别是在通信和雷达系统中。

利用ANSYS可以模拟电磁干扰的传播路径和强度,预测设备的抗干扰能力。

ANSYS_热分析报告(两个实例)有限元热分析报告上机指导书

ANSYS_热分析报告(两个实例)有限元热分析报告上机指导书

第四讲 热分析上机指导书CAD/CAM 实验室,USTC实验要求:1、通过对冷却栅管的热分析练习,熟悉用ANSYS 进展稳态热分析的根本过程,熟悉用直接耦合法、间接耦合法进展热应力分析的根本过程。

2、通过对铜块和铁块的水冷分析,熟悉用ANSYS 进展瞬态热分析的根本过程。

容1:冷却栅管问题问题描述:本实例确定一个冷却栅管〔图a 〕的温度场分布与位移和应力分布。

一个轴对称的冷却栅结构管为热流体,管外流体为空气。

冷却栅材料为不锈钢,特性如下:W/m ℃×109 MPa×10-5/℃边界条件:〔1〕管:压力:6.89 MPa流体温度:250 ℃对流系数249.23 W/m 2℃〔2〕管外:空气温度39℃对流系数:62.3 W/m 2℃假定冷却栅管无限长,根据冷却栅结构的对称性特点可以构造出的有限元模型如图b 。

其上下边界承受边界约束,管部承受均布压力。

练习1-1:冷却栅管的稳态热分析步骤:1. 定义工作文件名与工作标题1) 定义工作文件名:GUI: Utility Menu> File> Change Jobname ,在弹出的【ChangeJobname 】对话框中输入文件名Pipe_Thermal ,单击OK 按钮。

2) 定义工作标题:GUI: Utility Menu> File> Change Title ,在弹出的【Change Title 】对话框中2D Axisymmetrical Pipe Thermal Analysis ,单击OK 按钮。

3) 关闭坐标符号的显示:GUI: Utility Menu> PlotCtrls> Window Control> WindowOptions ,在弹出的【Window Options 】对话框的Location of triad 下拉列表框中选择No Shown 选项,单击OK 按钮。

【转】ANSYS热分析指南(第六章)

【转】ANSYS热分析指南(第六章)

【转】ANSYS热分析指南(第六章)第六章热辐射分析6.1热辐射的定义热辐射是一种通过电磁波传递热能的方式。

电磁波以光的速度进行传递,而能量传递与辐射物体之间的介质无关。

热辐射只在电磁波的频谱中占小部分的带宽。

由于辐射产生的热流与物体表面的绝对温度的四次方成正比,因此热辐射有限元分析是高度非线性的。

物体表面的辐射遵循Stefan-Boltzmann定律:式中:—物体表面的绝对温度;—Stefan-Boltzmann常数,英制为0.119×10-10 BTU/hr-in-R,公制为5.67×10-86.2基本概念下面是对辐射分析中用到的一些术语的定义:黑体黑体被定义为在任意温度下,吸收并发射最大的辐射能的物体;通常的物体为“灰体”,即ε< 1;在某些情况下,辐射率(黑度)随温度变化;辐射率(黑度)物体表面的辐射率(黑度)定义为物体表面辐射的热量与黑体在同一表面辐射热量之比。

式中:-辐射率(黑度)-物体表面辐射热量-黑体在同一表面辐射热量形状系数形状系数用于计算两个面之间的辐射热交换,在ANSYS中,可以用隐藏/非隐藏的方法计算2维和三维问题,或者用半立方的方法来计算3维问题。

表面I与表面J之间的形状系数为:形状系数是关于表面面积、面的取向及面间距离的函数;由于能量守恒,所以:根据相互原理:由辐射矩阵计算的形状系数为:式中:-单元法向与单元I,J连线的角度-单元I,J重心的距离有限单元模型的表面被处理为单元面积dA I及dA J,然后进行数字积分。

辐射对在辐射问题中,辐射对由一些相互之间存在辐射的面组成,可以是开放的或是闭合的。

在ANSYS中,可以定义多个辐射对,它们相互之间也可以存在辐射ANSYS使用辐射对来计算一个辐射对中各面间的形状系数;每一个开放的辐射对都可以定义自己的环境温度,或是向周围环境辐射的空间节点。

Radiosity 求解器当所有面上的温度已知时,Radiosity 求解器方法通过计算每一个面上的辐射热流来得到辐射体之间的热交换。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第一章简介一、热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数,如热量的获取或损失、热梯度、热流密度(热通量〕等。

热分析在许多工程应用中扮演重要角色,如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。

二、ANSYS的热分析•在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。

•ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程,用有限元法计算各节点的温度,并导出其它热物理参数。

•ANSYS热分析包括热传导、热对流及热辐射三种热传递方式。

此外,还可以分析相变、有内热源、接触热阻等问题。

三、ANSYS 热分析分类•稳态传热:系统的温度场不随时间变化•瞬态传热:系统的温度场随时间明显变化四、耦合分析•热-结构耦合•热-流体耦合•热-电耦合•热-磁耦合•热-电-磁-结构耦合等第二章 基础知识一、符号与单位W/m 2-℃二、传热学经典理论回顾热分析遵循热力学第一定律,即能量守恒定律:●对于一个封闭的系统(没有质量的流入或流出〕PE KE U W Q ∆+∆+∆=-式中: Q —— 热量;W —— 作功;∆U ——系统内能; ∆KE ——系统动能; ∆PE ——系统势能;● 对于大多数工程传热问题:0==PE KE ∆∆; ● 通常考虑没有做功:0=W , 则:U Q ∆=;●对于稳态热分析:0=∆=U Q ,即流入系统的热量等于流出的热量; ●对于瞬态热分析:dtdUq =,即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。

三、热传递的方式1、热传导热传导可以定义为完全接触的两个物体之间或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能的交换。

热传导遵循付里叶定律:dxdTkq -='',式中''q 为热流密度(W/m 2),k 为导热系数(W/m-℃),“-”表示热量流向温度降低的方向。

2、热对流热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间,由于温差的存在引起的热量的交换。

热对流可以分为两类:自然对流和强制对流。

热对流用牛顿冷却方程来描述:)(B S T T h q -='',式中h 为对流换热系数(或称膜传热系数、给热系数、膜系数等),T S 为固体表面的温度,T B 为周围流体的温度。

3、热辐射热辐射指物体发射电磁能,并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。

物体温度越高,单位时间辐射的热量越多。

热传导和热对流都需要有传热介质,而热辐射无须任何介质。

实质上,在真空中的热辐射效率最高。

在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射,系统中每个物体同时辐射并吸收热量。

它们之间的净热量传递可以用斯蒂芬—波尔兹曼方程来计算:q A F T T =-εσ1121424(),式中q 为热流率,ε为辐射率(黑度),σ为斯蒂芬-波尔兹曼常数,约为5.67×10-8W/m 2.K 4,A 1为辐射面1的面积,F 12为由辐射面1到辐射面2的形状系数,T 1为辐射面1的绝对温度,T 2为辐射面2的绝对温度。

由上式可以看出,包含热辐射的热分析是高度非线性的。

四、稳态传热如果系统的净热流率为0,即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量:q流入+q生成-q流出=0,则系统处于热稳态。

在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。

稳态热分析的能量平衡方程为(以矩阵形式表示)[]{}{}K T Q =式中:[]K 为传导矩阵,包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数;{}T 为节点温度向量;{}Q 为节点热流率向量,包含热生成;ANSYS 利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件,生成[]K 、{}T 以及{}Q 。

五、瞬态传热瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。

在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。

根据能量守恒原理,瞬态热平衡可以表达为(以矩阵形式表示):[]{}[]{}{}C TK T Q += 式中: []K 为传导矩阵,包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数;[]C 为比热矩阵,考虑系统内能的增加;{}T 为节点温度向量;{} T为温度对时间的导数;{}Q 为节点热流率向量,包含热生成。

六、线性与非线性如果有下列情况产生,则为非线性热分析:①、材料热性能随温度变化,如K(T),C(T)等; ②、边界条件随温度变化,如h(T)等; ③、含有非线性单元;④、考虑辐射传热非线性热分析的热平衡矩阵方程为:()[]{}()[]{}()[]C T TK T T Q T += 七、边界条件、初始条件ANSYS 热分析的边界条件或初始条件可分为七种:温度、热流率、热流密度、对流、辐射、绝热、生热。

八、热分析误差估计• 仅用于评估由于网格密度不够带来的误差;• 仅适用于SOLID 或SHELL 的热单元(只有温度一个自由度); • 基于单元边界的热流密度的不连续; • 仅对一种材料、线性、稳态热分析有效; • 使用自适应网格划分可以对误差进行控制。

第三章稳态传热分析一、稳态传热的定义稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。

通常在进行瞬态热分析以前,进行稳态热分析用于确定初始温度分布。

稳态热分析可以通过有限元计算确定由于稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数二、热分析的单元热分析涉及到的单元有大约40种,其中纯粹用于热分析的有14种:线性:LINK32 两维二节点热传导单元LINK33 三维二节点热传导单元LINK34 二节点热对流单元LINK31 二节点热辐射单元二维实体: PLANE55 四节点四边形单元PLANE77 八节点四边形单元PLANE35 三节点三角形单元PLANE75 四节点轴对称单元PLANE78 八节点轴对称单元三维实体SOLID87 六节点四面体单元SOLID70 八节点六面体单元SOLID90 二十节点六面体单元壳SHELL57 四节点点MASS71有关单元的详细解释,请参阅《ANSYS Element Reference Guide》三、ANSYS稳态热分析的基本过程ANSYS热分析可分为三个步骤:•前处理:建模•求解:施加载荷计算•后处理:查看结果1、建模①、确定jobname、title、unit;②、进入PREP7前处理,定义单元类型,设定单元选项;③、定义单元实常数;④、定义材料热性能参数,对于稳态传热,一般只需定义导热系数,它可以是恒定的,也可以随温度变化;⑤、创建几何模型并划分网格,请参阅《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。

2、施加载荷计算①、定义分析类型●如果进行新的热分析:Command: ANTYPE, STATIC, NEWGUI: Main menu>Solution>-Analysis Type->New Analysis>Steady-state●如果继续上一次分析,比如增加边界条件等:Command: ANTYPE, STATIC, RESTGUI: Main menu>Solution>Analysis Type->Restart②、施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件) :a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。

Command Family: DGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperatureb、热流率热流率作为节点集中载荷,主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷),如果输入的值为正,代表热流流入节点,即单元获取热量。

如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。

注意:如果在实体单元的某一节点上施加热流率,则此节点周围的单元要密一些,在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时,尤其要注意。

此外,尽可能使用热生成或热流密度边界条件,这样结果会更精确些。

Command Family: FGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Flowc、对流对流边界条件作为面载施加于实体的外表面,计算与流体的热交换,它仅可施加于实体和壳模型上,对于线模型,可以通过对流线单元LINK34考虑对流。

Command Family: SFGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convectiond、热流密度热流密度也是一种面载。

当通过单位面积的热流率已知或通过FLOTRAN CFD 计算得到时,可以在模型相应的外表面施加热流密度。

如果输入的值为正,代表热流流入单元。

热流密度也仅适用于实体和壳单元。

热流密度与对流可以施加在同一外表面,但ANSYS仅读取最后施加的面载进行计算。

Command Family: FGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Fluxe、生热率生热率作为体载施加于单元上,可以模拟化学反应生热或电流生热。

它的单位是单位体积的热流率。

Command Family: BFGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Heat Generat③、确定载荷步选项对于一个热分析,可以确定普通选项、非线性选项以及输出控制。

a. 普通选项•时间选项:虽然对于稳态热分析,时间选项并没有实际的物理意义,但它提供了一个方便的设置载荷步和载荷子步的方法。

Command: TIMEGUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Time-Time Step/Time and Substps•每载荷步中子步的数量或时间步大小:对于非线性分析,每一载荷步需要多个子步。

Command: NSUBSTGUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time and SubstpsCommand: DELTIMGUI: Main Menu>Solution>-Load Step Opts->Time/Frequenc>Time-Time Step•递进或阶越选项:如果定义阶越(stepped)选项,载荷值在这个载荷步内保持不变;如果为递进(ramped)选项,则载荷值由上一载荷步值到本载荷步值随每一子步线性变化。

相关文档
最新文档