ANSYS温度场例题分析
温度ansys分析
温度ansys分析4 汽车内饰压制成型模具温度场模拟与分析温度在汽车内饰压制成型过程中是一个极其重要的参数，无论是模压料的充模流动阶段还是固化阶段，都是在一定的温度下进行的；如果在充模阶段温度控制的不当将直接影响制品的表面质量和力学性能，具体的说，若模具温度过低则会导致模压料流动性降低，难以充满模腔，若模具温度过高则会引起模压料在模具内未完全成型前就开始固化，并且有可能使制品表面的树脂发生分解，同样得不到合格的汽车内饰制品；另一个重要方面就是在压制的过程中要尽量保持模具温度的均匀分布，如果温度分布不均匀就会导致模压料局部提前固化，还会使制品固化度不均匀甚至发生局部树脂分解，同时也会使得制品脱模后产生较大的翘曲变形。
因此有必要对模具的加热过程及其温度场进行模拟，根据分析结果对模具的加热设计进行优化。
在世界计算机辅助工程领域中有许多CAE软件都具有热分析的功能，我们以目前使用最为广泛的大型通用有限元软件ANSYS来分析汽车顶篷内饰压制成型模具的加热过程及其温度场分布。
4．1 ANSYS有限元分析软件4．1．1 ANSYS简介ANSYS是一种应用广泛的大型通用有限元软件，具有完备的预处理器和后处理器(又称前处理模块和后处理模块)。
目前已广泛应用于核工业、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防、军工、电子、土木工程、造船、轻工、日用家电等工业及科学研究中.ANSYS软件含有多种分析能力。
包括简单线性静态分析和复杂非线性动态分析。
可用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
它包含了前处理器、求解器及后处理器和优化等模块，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相组合，已成为解决现代工程学问题必不可少的有力工具。
4．1．2 ANSYS热分析模块ANSYS在处理热分析问题方面具有强大的功能，其不但具有快速的网格划分能力和强大的结果后处理功能，而且还具有非常友好的人机交互界面。
在ANSYS 软件中有五个模块可以进行热分析，如图4．1所示，包括：ANSYS／Multiphysics、ANSYS／Mechanical、ANSYS／Thermal、ANSYS／Flotran和ANSYS／ED。
ANSYS 温度场分析
加载可能有问题，注意对照书中的例子，对热分析不了解。但我看你是把材料1都选中了，然后加了温度40度，这样不对，应该把那个面选中，然后选中面上所有的节点，耦合这些节点的自由度，然后加温度。你这个D和DA的加载命令最好跟书中保持一致。追问那个40度是材料本身的原始温度。如果只加表面的话，会不会只是指的它的表面温度。 回答温度可以加在单元上吗？我理解是把所有材料1的节点选中，耦合温度自由度，然后加在其中一个节点上。 追问恩，昨天我也发现那个地方错了，已经改过，但基本靠自己摸索了。先不要着急把自己的结果做出来，先看看书，理解一下各种单元的含义，理评价谢谢你这么用心。
刚学习用ANSYS进行温度场分析，情况是这要的，一块铝板放在干冰上，分析铝板（初始温度定为40度）的温度杨分布。分析出来的结果与实验相差太大。主要体现在分析出来的冷冻速度太快了。1S的时候温度就已经达到了零下40多度了。分析了各种原因，参数选的都对，不知道是不是不能直接将干冰的-78度直接加载到铝板的一个面上。命令流如下，不知道有没有错误。FINISH/CLEAR/FILNAME,3D imprinting/TITLE, The Transient Thermal Analysis Of MultiScaffold/UNITS,SI/PREP7ET,1,SOLID70LB1=214 !定义铝的导热系数TH_AL=0.003 !铝板的厚度AP=100 !定义对流换热系数MP,C,1,900MP,KXX,1,LB1MP,DENS,1,2780!**************建模*****************!创建铝板CYLIND,0,0.005,-TH_AL,0,-60,60CYLIND,0.005,0.01,-TH_AL,0,-60,60VGLUE,ALLNUMCMP,ALL!材料属性VSEL,S,,,1VSEL,A,,,2VATT,1,1,1ALLSEL,ALL!划分网格ESIZE,0.0004MSHKEY,1VSWEEP,ALL!*****进行稳态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTIMINT,OFFESEL,S,MAT,,1D,ALL,TEMP,40TIME,0.1KBC,0ALLSEL,ALLSOLVE!*****进行瞬态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTRNOPT,FULLTIME,50KBC,1DELTIME,1,1,2AUTOTS,ONTIMINT,ONOUTRES,ALL,ALL!**施加载荷**DDELE,ALL,TEMPDA,1,TEMP,-78DA,7,TEMP,-78ASEL,S,AREA,,2ASEL,A,AREA,,8SFA,ALL,,CONV,AP,25ALLSEL,ALLSOLVE
workbench热分析案例
•6
划分网 格
网格剖分： 采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
•1
定 义 边 界条件
墙壁外表面： 采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡·k。
•2
定义边界条件
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃， 换热系数为0.36W/㎡·k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
•3
定 义边界条件
热源： 与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
•4
结 果及分析
温度场云图：
通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
•
结 果及分析
空间结构分析温度场ansys_命令流
!此APDL程序为本书第六章《太阳辐射作用下钢结构温度场分析》中例题6.2的相关程序!（1）建立工作文件名和工作标题/CLEAR !清除目前ANSYS中所有数据/COM,Thermal !过滤ANSYS的图形截面/FILENAME, TEMP_FIELD !定义工作文件名/TITLE, TEMPERATURE FIELD ANAL YSIS OF A STEEL MEMBER !定义工作标题*AFUN,DEG !设置程序中角单位为度!（2）定义单元类型/PREP7 !进入前处理模块ET,1,SOLID70 !定义热分析单元ET,2,MESH200 !定义网格划分单元KEYOPT,2,1,6 !定义单元2的第一个关键选项KEYOPT,2,2,0 !定义单元2的第二个关键选项!（3）定义材料性能参数MP,KXX,1,45 !定义钢材KXX方向的导热系数MP,KYY,1,45 !定义钢材KYY方向的导热系数MP,KZZ,1,45 !定义钢材KZZ方向的导热系数MP,DENS,1,7850 !定义钢材的密度MP,C,1,465 !定义钢材的比热容!（4）创建有限元模型LOCAL,11,0,0,0,0,0,0,30 !定义局部坐标系11CSYS,11 !激活局部坐标系11K,1,0,0,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点1K,2,0,1,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点2L,1, 2 !连接关键点1和2，生成矩形钢管的中心轴线k,3,0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点3k,4,-0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点4k,5,-0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点5k,6,0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点6k,7,0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点7k,8,-0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点8k,9,-0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点9k,10,0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点10k,11,0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点11k,12,-0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点12k,13,-0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点13k,14,0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点14!定义矩形钢管截面，为便于网格划分，分四部分创建A,3,4,12,11 !利用关键点3、4、12、11，生成面1A,5,6,14,13 !利用关键点5、6、14、13，生成面2A,11,7,10,14 !利用关键点11、7、10、14，生成面3A,8,12,13,9 !利用关键点8、12、13、9，生成面4!对矩形钢管截面进行网格划分AESIZE,all,0.02 !将所有面网格划分时的单元尺寸设置为0.02m MSHAPE,0,2D !利用四边形单元进行网格划分MSHKEY,1 !采用映射网格划分单元AMESH,ALL !对所有网格进行划分单元TYPE,1 ! 定义单元属性EXTOPT,ESIZE,10,1, !在体生成的方向上单元分割为10份EXTOPT,ACLEAR,1 !在体生成时清除面单元网格EXTOPT,ATTR,0,0,0 !使用有MA T命令定义的材料属性赋给单元MA T,1 !定义单元的材料属性VDRAG,1,2 ,3 , 4, , ,1 !拉伸建立体并形成SOLID70实体单元CSYS,0 ! 激活笛卡尔坐标系!（5）计算日照时间内，即14个小时内的空气的温度值*DIM,t_outdoor,,14 !定义室外空气温度数组为t_outdoor*DO,t,6,19 !给室外空气温度数组t_outdoor赋值*SET,t_outdoor(t-5),35+5*sin(15*(t-5)-45)*ENDDO!（6）计算日照时间内，即14个小时内地面的温度值*DIM,t_earth,,14 !定义地面的温度值数组为t_earth*DO,t,6,19 !给日照时间内地面温度值数组赋值*SET,t_earth(t-5),36+8*sin(15*(t-5)-45)*ENDDO!（7）定义14个时刻太阳高度角正弦数组altitudea1=23.44 !定义太阳赤纬角23.44a2=36.26 !定义地理纬度为北纬36.26*DIM,altitude,,14 !定义日照时间内太阳高度角的正弦值数组为altitude *DO,i,1,14,1aa=cos(a2)*cos(15*(i-1)-90)*cos(a1)aa1=sin(a2)*sin(a1) !根据书中公式（）计算太阳高度角正弦值*SET,altitude(i),aa+aa1*ENDDO!（8）定义14个时刻的太阳方位角余弦数组azimuth并赋值，*DIM,azimuth,,14*DO,i,1,14,1aa=sin(a1)*cos(a2)-cos(a1)*sin(a2)*cos(15*(i-1)-90)aa2=sqrt(1-altitude(i)**2)*SET,azimuth(i),aa/aa2*ENDDO!（9）定义14个时刻的太阳方位角角度数组angle并赋值*DIM,angle,,14*DO,i,1,7,1*SET,angle(i),acos(azimuth(i))*ENDDO*DO,i,8,14,1*SET,angle(i),2*180-acos(azimuth(i))*ENDDO!（11）太阳辐射强度计算的基本参数设置*SET,factorc,0.138 !太阳散射辐射系数*SET,pg,0.35 !地面或者水平面的太阳辐射反射率*SET,factor_a,1370*(1+0.034) !地外太阳直射辐射值*SET,factor_b,0.42 !定义大气消光系数!（12）定义14个时刻的地面太阳辐射直射强度数组GND并赋值*DIM,GND,,14*DO,m,1,14,1*SET,GND(m),factor_a/exp(factor_b/altitude(m))*ENDDO!（13）定义14个时刻结构表面太阳辐射荷载的几何参数*DIM,cos_surf,,4 !表面方位角余弦值*DIM,cos_angle,,4 !表面方位角角度值*DIM,cos_title,,4 !倾角余弦值*DIM,title_angle,,4 !倾角角度值!利用面5上的三个关键点，计算面5的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值kp_1=4 !将面5中的关键点4的编号赋给参数kp_1kp_2=3 !将面5中的关键点3的编号赋给参数kp_2kp_3=16 !将面5中的关键点16的编号赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点4的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点4的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点4的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点3的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点3的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点3的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点16的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点16的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点16的Z坐标值!参考空间解析几何相关知识，计算面5的a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=0a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_surf(1),abs(a2)/a4cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then*set,cos_angle(1),acos(cos_surf(1))*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(1),acos(cos_surf(1))+180*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(1),180-acos(cos_surf(1))*else*set,cos_angle(1),360-acos(cos_surf(1))*endifcosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)*set,cos_title(1),cosz*set,title_angle(1),acos(cosz)!利用面21上的三个关键点，计算面21的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值kp_1=13 !将面21中的关键点13的编号赋给参数kp_1kp_2=12 !将面21中的关键点12的编号赋给参数kp_2kp_3=22 !将面21中的关键点22的编号赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点13的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点13的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点13的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点12的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点12的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点12的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点22的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点22的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点22的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=0a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_surf(1),abs(a2)/a4cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then*set,cos_angle(2),acos(cos_surf(2))*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(2),acos(cos_surf(2))+180*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(2),180-acos(cos_surf(2))*else*set,cos_angle(2),360-acos(cos_surf(2))*endifcosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)*set,cos_title(2),cosz*set,title_angle(2),acos(cosz)!利用面18上的三个关键点，计算面18的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值kp_1=11 !将面18中的关键点11的编号赋给参数kp_1kp_2=14 !将面18中的关键点14的编号赋给参数kp_2kp_3=21 !将面18中的关键点21的编号赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点11的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点11的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点11的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点14的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点14的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点14的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点21的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点21的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点21的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=0a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_surf(1),abs(a2)/a4cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then*set,cos_angle(3),acos(cos_surf(3))*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(3),acos(cos_surf(3))+180*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(3),180-acos(cos_surf(3))*else*set,cos_angle(3),360-acos(cos_surf(3))*endifcosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)*set,cos_title(3),cosz*set,title_angle(3),acos(cosz)!利用面10上的三个关键点，计算面10的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值kp_1=6 !将面10中的关键点6的编号赋给参数kp_1kp_2=5 !将面10中的关键点5的编号赋给参数kp_2kp_3=19 !将面10中的关键点19的编号赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点6的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点6的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点6的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点5的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点5的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点5的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点19的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点19的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点19的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=0a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_surf(1),abs(a2)/a4cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then*set,cos_angle(4),acos(cos_surf(4))*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(4),acos(cos_surf(4))+180*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then*set,cos_angle(4),180-acos(cos_surf(4))*else*set,cos_angle(4),360-acos(cos_surf(4))*endifcosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)*set,cos_title(4),cosz*set,title_angle(4),acos(cosz)!（14）定义日照时间内14个时刻的构件表面太阳方位角数组并计算赋值*dim,angle_surf,,4,14 !表面太阳方位角计算*do,m,1,14*do,j,1,4,1*set,angle_surf(j,m),abs(cos_angle(j)-angle(m))*enddo*enddo!（15）定义日照时间内14个时刻的构件表面太阳入射角数组并计算赋值*dim,cos_ps,,4,14!计算入射角*do,m,1,14cosp=sqrt(1-altitude(m)**2)*do,j,1,4,1dd1=altitude(m)*cos(title_angle(j))dd2=cosp*cos(angle_surf(j,m))*sin(title_angle(j))*set,cos_ps(j,m),dd1+dd2*enddo*enddo!（16）定义日照时间内14个时刻的构件表面与水平面之间夹角的余弦值数组并计算赋值*dim,cos_ph,,4!表面与水平面之间的夹角的余弦!利用面5上的三个关键点，计算面5水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(1)kp_1=4 !将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1kp_2=3 !将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2kp_3=16 !将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点4的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点4的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点4的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点3的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点3的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点3的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点16的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点16的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点16的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_ph(1),abs(a3)/a4!利用面21上的三个关键点，计算面21水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(2) kp_1=13 !将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1kp_2=12 !将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2kp_3=22 !将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点13的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点13的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点13的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点12的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点12的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点12的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点22的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点22的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点22的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_ph(2),abs(a3)/a4!利用面18上的三个关键点，计算面18水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(3) kp_1=11 !将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1kp_2=14 !将面21中的三个关键点14的编号分别赋给参数kp_2kp_3=21 !将面21中的三个关键点21的编号分别赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点11的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点11的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点11的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点14的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点14的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点14的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点21的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点21的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点21的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_ph(3),abs(a3)/a4!利用面10上的三个关键点，计算面10水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(4) kp_1=6 !将面21中的三个关键点6的编号分别赋给参数kp_1kp_2=5 !将面21中的三个关键点5的编号分别赋给参数kp_2kp_3=19 !将面21中的三个关键点19的编号分别赋给参数kp_3k1x=kx(kp_1) !提取关键点6的X坐标值k1y=ky(kp_1) !提取关键点6的Y坐标值k1z=kz(kp_1) !提取关键点6的Z坐标值k2x=kx(kp_2) !提取关键点5的X坐标值k2y=ky(kp_2) !提取关键点5的Y坐标值k2z=kz(kp_2) !提取关键点5的Z坐标值k3x=kx(kp_3) !提取关键点19的X坐标值k3y=ky(kp_3) !提取关键点19的Y坐标值k3z=kz(kp_3) !提取关键点19的Z坐标值a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)*set,cos_ph(4),abs(a3)/a4!(17)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳直射强度数组并计算赋值*dim,vertical,,4,14!定义表面太阳辐射直射强度数组*do,m,1,14,1*do,j,1,4,1*if,cos_ps(j,m),gt,0,then*set,vertical(j,m),gnd(m)*cos_ps(j,m)*else*endif*enddo*enddo!(18)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳辐射散射强度数组并计算赋值*dim,diffuse,,4,14!定义表面太阳辐射散射强度数组*DIM,fuhao,,4 !定义*do,m,1,14,1!利用面5上的三个关键点，计算当前时刻的面5的太阳辐射散射强度并赋值给diffuse(1,m) kp_1=4 !将面5中的三个关键点4的编号分别赋给参数kp_1kp_2=3 !将面5中的三个关键点3的编号分别赋给参数kp_2kp_3=16 !将面5中的三个关键点16的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,lt,0,then*set,fuhao(j),100*set,diffuse(1,m),gnd(m)*factorc*(1+cos_ph(1))/2*else*set,diffuse(1,m),0*set,fuhao(1),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=13 !将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1kp_2=12 !将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2kp_3=22 !将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,lt,0,then*set,fuhao(j),100*set,diffuse(2,m),gnd(m)*factorc*(1+cos_ph(2))/2*else*set,diffuse(2,m),0*set,fuhao(2),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=11 !将面18中的三个关键点11的编号分别赋给参数kp_1kp_2=14 !将面18中的三个关键点14的编号分别赋给参数kp_2kp_3=21 !将面18中的三个关键点21的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,lt,0,then*set,diffuse(3,m),gnd(m)*factorc*(1+cos_ph(3))/2*else*set,diffuse(3,m),0*set,fuhao(3),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=6 !将面10中的三个关键点6的编号分别赋给参数kp_1kp_2=5 !将面10中的三个关键点5的编号分别赋给参数kp_2kp_3=19 !将面10中的三个关键点19的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,lt,0,then*set,fuhao(j),100*set,diffuse(4,m),gnd(m)*factorc*(1+cos_ph(4))/2*else*set,diffuse(4,m),0*set,fuhao(4),0*endif*enddo!(19)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳辐射反射强度数组并计算赋值*dim,reflect,,4,14!表面太阳辐射反射强度*do,m,1,14,1kp_1=4 !将面5中的三个关键点4的编号分别赋给参数kp_1kp_2=3 !将面5中的三个关键点2的编号分别赋给参数kp_2kp_3=16 !将面5中的三个关键点16的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,gt,0,then*set,reflect(1,m),gnd(m)*(cos(22.76*3.14/180)+factorc)*pg*(1-cos_ph(1))/2*else*set,reflect(1,m),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=13 !将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1kp_2=12 !将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2kp_3=22 !将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,gt,0,then*set,reflect(2,m),gnd(m)*(cos(22.76*3.14/180)+factorc)*pg*(1-cos_ph(2))/2*else*set,reflect(2,m),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=11 !将面18中的三个关键点11的编号分别赋给参数kp_1kp_2=14 !将面18中的三个关键点14的编号分别赋给参数kp_2kp_3=21 !将面18中的三个关键点21的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,gt,0,then*set,reflect(3,m),gnd(m)*(cos(22.76*3.14/180)+factorc)*pg*(1-cos_ph(3))/2*else*set,reflect(3,m),0*endif*enddo*do,m,1,14,1kp_1=6 !将面10中的三个关键点6的编号分别赋给参数kp_1kp_2=5 !将面10中的三个关键点5的编号分别赋给参数kp_2kp_3=19 !将面10中的三个关键点19的编号分别赋给参数kp_3cos=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*if,cos,gt,0,then*set,reflect(4,m),gnd(m)*(cos(22.76*3.14/180)+factorc)*pg*(1-cos_ph(4))/2*else*set,reflect(4,m),0*endif*enddo!(20)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳辐射总强度数组并计算赋值*dim,radi_all,,4,14!表面辐射总强度*do,m,1,14,1*do,j,1,4,1*set,radi_all(j,m),(vertical(j,m)+diffuse(j,m)+reflect(j,m))*0.55*enddo*enddo!(21)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳辐射等效生热率数组并计算赋值!等效生热率*dim,heat_eq,,4,14*do,m,1,14,1*do,j,1,4,1*set,heat_eq(j,m),radi_all(j,m)/0.02*enddo*enddofinish!(21) 进入求解器，设置求解选项进行数值计算/soluantype,trans !设置求解类型瞬态热分析trnopt,full ! 指定瞬态分析的求解方法为完全法timint,on ! 打开时间积分效应tunif,32.5 !设置构件的初始温度为32.5摄氏度outres,all ! 将除SV AR和LOCI以外的所有计算数据写入数据库和文件中!求解参数设定value_1=0.8 ! 定义构件的辐射发射率参数value_2=5.67e-8 !定义斯蒂芬-玻尔慈曼常数参数value_3=value_1*value_2 !将value_1和value_2相乘并赋值给value_3*dim,long_wave,,4,840 !求解过程中，每个荷载步中给四个外表面所施加的长波辐射强度*dim,node_num1,,2000 !拱上实体包含的节点编号数组*dim,node_temp1,,2000 !拱上实体包含节点的温度值数组l=0*do,m,1,14,1*do,r,3600,3600,3600time,(m-1)*3600+rl=l+1nsubst,1,100,1 !设置每个荷载的子步数数为1，最大值为100，最小值为1autots,on ! 打开自动时间步长跟踪eqslv,JCG !指定方程求解器为JCGkbc,0 !使用递增方式加载!施加对流荷载sfa,5,,conv,10,t_outdoor(m) !给面5定义当前荷载步的对流换热系数及周围环境温度sfa,21,,conv,10,t_outdoor(m) !给面21定义当前荷载步的对流换热系数及周围环境温度sfa,18,,conv,10,t_outdoor(m) !给面18定义当前荷载步的对流换热系数及周围环境温度sfa,10,,conv,10,t_outdoor(m) !给面10定义当前荷载步的对流换热系数及周围环境温度!施加太阳辐射荷载bfv,1,HGEN,heat_eq(1,m)+long_wave(1) !给体1施加当前荷载步的等效生热率bfv,4,HGEN,heat_eq(2,m)+long_wave(2) !给体4施加当前荷载步的等效生热率bfv,3,HGEN,heat_eq(3,m)+long_wave(3) !给体3施加当前荷载步的等效生热率bfv,2,HGEN,heat_eq(4,m)+long_wave(4) !给体2施加当前荷载步的等效生热率solvevsel,s,,,1 !选择编号为1的体元素eslv,r !选择当前所选体元素上的所有单元nsle,r !选择当前所选单元上的所有节点*get,node_total,node,0,count ! 提取当前所选节点的个数*get,node_num1(1),node,0,num,min ! 提取当前所选节点中节点的最小编号，并赋值给变量node_num1(1)*do,n,2,node_total,1*get,node_num1(n),node,node_num1(n-1),nxth ! 将当前所选择的节点的编号赋值给数组node_num1*enddo*do,f,1,node_total,1*get,node_temp1(f),node,node_num1(f),temp ! 提取当前所选节点的节点温度值，并赋值给数组node_temp1*enddototal=0*do,f,1,node_total,1total=total+node_temp1(f) ! 计算当前所选节点的温度值之和，并赋值给变量total*enddotarea=total/node_total+273 ! 计算当前所选节点温度值的平均值，并赋值给tareatsky=t_outdoor(m)-6+273 !计算当前时刻的天空温度值，并赋值给tsky*if,fuhao(1),eq,100,thenvalue_4=value_3*((tsky**4-tarea**4)*(1+cos_ph(1))/2) !计算与天空之间值长波辐射净强度*elsevalue_4=value_3*((t_earth(m)**4-tarea**4)*(1-cos_ph(1))/2) !计算与地面之间值长波辐射净强度*endif*set,long_wave(1,l),value_4/0.03 !计算长波辐射净强度的等效生热率allselvsel,s,,,4 !选择编号为4的体元素eslv,r !选择当前所选体元素上的所有单元nsle,r !选择当前所选单元上的所有节点*get,node_total,node,0,count ! 提取当前所选节点的个数*get,node_num1(1),node,0,num,min ! 提取当前所选节点中节点的最小编号，并赋值给变量node_num1(1)*do,n,2,node_total,1*get,node_num1(n),node,node_num1(n-1),nxth ! 将当前所选择的节点的编号赋值给数组node_num1*enddo*do,f,1,node_total,1*get,node_temp1(f),node,node_num1(f),temp ! 提取当前所选节点的节点温度值，并赋值给数组node_temp1*enddototal=0*do,f,1,node_total,1total=total+node_temp1(f) ! 计算当前所选节点的温度值之和，并赋值给变量total*enddotarea=total/node_total+273 ! 计算当前所选节点温度值的平均值，并赋值给tareatsky=t_outdoor(m)-6+273 !计算当前时刻的天空温度值，并赋值给tsky*if,fuhao(2),eq,100,thenvalue_4=value_3*((tsky**4-tarea**4)*(1+cos_ph(2))/2) !计算与天空之间值长波辐射净强度*elsevalue_4=value_3*((t_earth(m)**4-tarea**4)*(1-cos_ph(2))/2) !计算与地面之间值长波辐射净强度*endif*set,long_wave(2,l),value_4/0.03 !计算长波辐射净强度的等效生热率allselvsel,s,,,3 !选择编号为3的体元素eslv,r !选择当前所选体元素上的所有单元nsle,r !选择当前所选单元上的所有节点*get,node_total,node,0,count ! 提取当前所选节点的个数*get,node_num1(1),node,0,num,min ! 提取当前所选节点中节点的最小编号，并赋值给变量node_num1(1)*do,n,2,node_total,1*get,node_num1(n),node,node_num1(n-1),nxth ! 将当前所选择的节点的编号赋值给数组node_num1*enddo*do,f,1,node_total,1*get,node_temp1(f),node,node_num1(f),temp ! 提取当前所选节点的节点温度值，并赋值给数组node_temp1*enddototal=0*do,f,1,node_total,1total=total+node_temp1(f) ! 计算当前所选节点的温度值之和，并赋值给变量total*enddotarea=total/node_total+273 ! 计算当前所选节点温度值的平均值，并赋值给tareatsky=t_outdoor(m)-6+273 !计算当前时刻的天空温度值，并赋值给tsky*if,fuhao(3),eq,100,thenvalue_4=value_3*((tsky**4-tarea**4)*(1+cos_ph(3))/2) !计算与天空之间值长波辐射净强度*elsevalue_4=value_3*((t_earth(m)**4-tarea**4)*(1-cos_ph(3))/2) !计算与地面之间值长波辐射净强度*endif*set,long_wave(3,l),value_4/0.03 !计算长波辐射净强度的等效生热率allselvsel,s,,,2 !选择编号为2的体元素eslv,r !选择当前所选体元素上的所有单元nsle,r !选择当前所选单元上的所有节点*get,node_total,node,0,count ! 提取当前所选节点的个数*get,node_num1(1),node,0,num,min ! 提取当前所选节点中节点的最小编号，并赋值给变量node_num1(1)*do,n,2,node_total,1*get,node_num1(n),node,node_num1(n-1),nxth ! 将当前所选择的节点的编号赋值给数组node_num1*enddo*do,f,1,node_total,1*get,node_temp1(f),node,node_num1(f),temp ! 提取当前所选节点的节点温度值，并赋值给数组node_temp1*enddototal=0*do,f,1,node_total,1total=total+node_temp1(f) ! 计算当前所选节点的温度值之和，并赋值给变量total*enddotarea=total/node_total+273 ! 计算当前所选节点温度值的平均值，并赋值给tareatsky=t_outdoor(m)-6+273 !计算当前时刻的天空温度值，并赋值给tsky*if,fuhao(4),eq,100,thenvalue_4=value_3*((tsky**4-tarea**4)*(1+cos_ph(4))/2) !计算与天空之间值长波辐射净强度*elsevalue_4=value_3*((t_earth(m)**4-tarea**4)*(1-cos_ph(4))/2) !计算与地面之间值长波辐射净强度*endif*set,long_wave(4,l),value_4/0.03 !计算长波辐射净强度的等效生热率allsel*enddo*enddo在土木工程结构中，温度应力在很多情况下对结构的影响很大。
自紧密封U型管式换热器管板温度场的ANSYS分析
关 键词
有 限元分析
管板
温度场
表皮效应 Ａ
中 图法 分类号
Ｔ Ｉ２ ４ Ｋ ７． ；
文献标志码
管壳 式换 热器 有 许 多 类 型 ， 每 种 换 热 器 的 管 而
的过程 中选 用 的是 Ｓ Ｅ Ｌ ３单 元 和 Ｓ ＬＤ ０热 分 Ｈ Ｌ６ Ｏ Ｉ７
板 都 存在 较 大 的温 差 。温 差 越 大 ， 由此 而 产 生 的 温
对 流传热 系数／ Ｗ ・（ ・ ） ［ ｍ ℃
腐 蚀 量／ ｍ ｍ
］ ９ ８９ ６ ．
５
ｌ６ ２ ０
３
时， 自紧式 密 封就 更 显 示 出其 优 越 性 。陔 自紧 密 封
本文 中的换 热器 管 板 是 在 高 温 高 压 下 工作 的 ，
且管程 、 壳程 温 差 较 大 ， 管 板 将 会 产 生 较 大 的 温 则 差应力 ， 因此 ， 对管 板 进 行 温 度 场 的分 析 ， 而 了 解 从 管板 的温 度场 分 布情 况是 非常 有 ｃ ｅｈ Ｅ ｇｇ ２ ．
动 力 技 术
自紧 密 封 Ｕ型 管 式 换 热 器 管 板 温度场 的 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ分析
林 玉娟 孙 士财 冯 永 利 李 雷 明。
（ 东北石油大学机械科学与工程学院 ， 大庆 １ ３ １ 中国石油克拉玛依 石化公 司 ， ６３ ８； 克拉玛依 ８ ４ ０ ； ３０ ３ 中国石油大庆炼化公司 ， 大庆 １ ３ １ ） ６ ４ １
４期
林玉娟 ， ： 等 自紧 密 封 ｕ 型 管 式 换 热 器 管 板 温 度 场 的 Ａ Ｓ Ｓ分 析 ＮＹ
表 １ 几 何 模 型 的 主 要 结 构 尺 寸
ansys 求当结构内侧温度为0度而外侧温度为-10度时的变形
ansys 求当结构内侧温度为0度而外侧温度为-10度时的变形1.引言1.1 概述概述本文旨在研究在给定条件下的结构变形问题。
具体而言，我们关注的是当结构内侧温度为0度，而外侧温度为-10度时，结构的变形情况。
为了解决这一问题，我们采用了ANSYS模拟方法。
ANSYS作为一种常用的工程仿真软件，能够对复杂结构进行力学分析，并得出相应的结果。
通过在ANSYS中设置合适的边界条件和材料属性，我们可以模拟不同温度下的结构变形情况。
在本文中，我们首先进行了背景介绍，介绍了该问题的背景和相关研究现状。
然后，我们详细讨论了使用ANSYS进行模拟的方法。
通过分析和讨论模拟结果，我们将得出对结构变形情况的评估和结论。
通过本文的研究，我们希望能够揭示在不同温度条件下结构的变形情况，为相关工程实践提供参考和指导。
同时，我们也期待这项研究能够为进一步探索结构变形领域提供一定的理论和实践基础。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以按照以下方式编写：1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括对本篇文章的概述、文章结构和研究目的的介绍。
首先概述研究的背景和意义，说明研究的目的和重要性。
然后介绍文章的结构，即各个章节的内容和逻辑顺序。
最后明确研究的目的，指出本文的研究重点和亮点。
正文部分主要包括背景介绍和ANSYS模拟方法。
在背景介绍章节中，可以从结构分析的角度出发，说明为什么需要对结构内侧温度为0度而外侧温度为-10度时的变形进行研究。
介绍相关的理论知识和前人研究成果，展示研究的基础和现有问题。
在ANSYS模拟方法章节中，详细介绍使用ANSYS软件进行结构分析的步骤和方法。
包括建模、网格划分、边界条件设置等。
同时，可以说明为什么选择ANSYS作为研究工具，以及其在结构分析领域的优势和应用。
结论部分主要包括对结果的分析和结构变形评估。
在结果分析章节中，对模拟结果进行定量或定性的分析，解释温度变化对结构变形的影响。
ANSYS温度场例题分析
短圆柱体的热传导过程问题：一短圆柱体，直径和高度均为1m，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换）。
圆柱体材料的热传导系数为30W/(m·℃)。
求解：第一步：建立工作文件名和工作标题在ANSYS软件中建立相应的文件夹，并选择Thermal复选框。
第二部：定义单元类型在单元类型（element type）中选择thermal solid和quad 4node 55，在单元类型选择数字（element type reference number）输入框中输入1，在单元类型选择框里选择Axisymmetric，其余默认即可。
第三步：定义材料性能参数在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30.第四步：创建几何模型、划分网格创建数据点，输入点坐标。
在第一个输入框中输入关键点编号1，并输入第一个关键点坐标0、0、0，重复输入第二个、第三个、第四个关键点，相应的坐标分别为2（0.5,0,0）；3（0.5,1,0）；4（0,1,0）。
结果如下图1所示：在模型中创建直线，选择编号为1、2的关键点生成一条直线，在选取2、3生成一条直线，同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。
结果如下图2所示：之后在plot numbering controls对话框，分别打开KP Keypoint numbers、LINE line numbers、AREA Area numbers，建立直线L1、L2、L3、L4线段。
生成几何模型，如下图所示：在L1、L3线段上划分20个单元，并将L2、L4划分成40个单元格，并在模型上选取编号为A1的平面，如下图所示：将结果进行保存。
第五步：加载求解选择分析类型Steady-State，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num，第三个单选框中选择From Full。
例4受热载荷作用的厚壁圆筒的有限元建模与温度场求解(ANSYS有限元分析入门)
受热载荷作用的厚壁圆筒的热—结构耦合分析计算分析模型如图4-1 所示, 习题文件名: Thermal。
（轴对称问题）R1=0.3 R2=0.5 底面固定圆筒内壁温度:500℃，外壁温度:100℃。
两端自由且绝热，热导率0.07弹性模量2.06e11泊松比0.3热膨胀系数1e-5高为1m图4-1受热载荷作用的厚壁圆筒的计算分析模型（截面图）4.1进入ANSYS程序→AnsysED 10.0→ANSYS（启动）→file →change jobname：Thermal（更改工作名）→change title（更改标题）thermal→ok→plot （绘制）→replot（重新绘制）4.2选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor（前处理器）→Element T ype（单元类型）→Add/Edit/Delete… （添加/编辑/删除）→Add…（添加）→select Thermal Solid Quad 4node 55 →OK (back to Element T ypes window)→Options… →select K3: Axisymmetric（轴对称问题）OK→Close (the Element T ype window)4.3定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props（材料参数）→Material Models（材料模型）→Thermal（热参数）→Conductivity（热导率）→Isotropi c→input KXX:0.07→OK→Structural（结构参数）→Linea r→Elastic→Isotropic →input EX:2.06e11，PRXY：0.3→OK→Structural（结构参数）→Thermal Expansion（热膨胀）→Secant Coefficient→Isotropic →input ALPX:1e-5→OK（由于是热——结构耦合分析，需要同时定义热参数和结构参数）4.4生成几何模型生成特征点ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Keypoints（创建关键点）→In Active CS（在当前坐标系）→依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0.5,1),4(0.3,1)→OK✓生成圆柱体截面ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →Through KPS →依次连接四个特征点，1(0.3,0),2(0.5,0),3(0.5,1),4(0.3,1) →OK4.5网格划分ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh T ool（网格划分工具）→(Size Controls) lines: Set →拾取两条水平边:OK→input NDIV: 5 →Apply→拾取两条竖直边:OK →input NDIV: 15 （以上两步为设置各个线上网格划分的密度）→OK →Mesh T ool→Mesh →Pick All (in Picking Menu) →Close( the Mesh T ool window)4.6模型施加约束✓分别给两条直边施加约束ANSYS Main Menu: Solution（求解）→Define Loads（定义载荷）→Apply（施加）→Thermal（热载荷）→T emperature（边界温度）→On Lines →拾取左边, Value: 500 →Apply →拾取右边，Value：100 →OK（对两边的温度进行设置）4.8 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve （求解）→Current LS（当前坐标系）→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK4.9 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc（通用后处理器）→Plot Results（绘制结果）→Contour Plot→Nodal Solu（节点解）→Nodal T emperature(节点温度)→OK4.10 开始结构分析ANSYS Main Menu: Preprocessor（前处理器）→Element T ype（单元类型）→Switch Elem T ype（转换单元类型）4.11 施加边界位移条件ANSYS Main Menu: Solution（求解）→Define Loads（定义载荷）→Apply（施加）→Structura l→Displacement→On Lines→拾取底边→OK→ALL DOF→OK4.12 将热分析应力分布读入当前工况ANSYS Main Menu: Solution（求解）→Define Loads（定义载荷）→Apply（施加）→Thermal →T emperature →From Therm Analy（从热分析读入）→Browse→从工作目录中读取thermal.rth 文件（.rth是热分析结果文件的后缀）4.13 分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve （求解）→Current LS（当前坐标系）→OK(to close the solve Current Load Step window) →OK4.14 结果显示ANSYS Main Menu: General Postproc（通用后处理器）→Plot Results（绘制结果）→Contour Plot→Nodal Solu（节点解）→Stress（应力）→1st principal stress（第一强度理论）4.15 退出系统ANSYS Utility Menu: File→Exit…→Save Everything→OK。
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短圆柱体的热传导过程
问题：一短圆柱体，直径和高度均为1m，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换）。
圆柱体材料的热传导系数为30W/(m·℃)。
求解：
第一步：建立工作文件名和工作标题
在ANSYS软件中建立相应的文件夹，并选择Thermal复选框。
第二部：定义单元类型
在单元类型（element type）中选择thermal solid和quad 4node 55，在单元类型选择数字（element type reference number）输入框中输入1，在单元类型选择框里选择Axisymmetric，其余默认即可。
第三步：定义材料性能参数
在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30.
第四步：创建几何模型、划分网格
创建数据点，输入点坐标。
在第一个输入框中输入关键点编号1，并输入第一个关键点坐标0、0、0，重复输入第二个、第三个、第四个关键点，相应的坐标分别为2（0.5,0,0）；3（0.5,1,0）；4（0,1,0）。
结果如下图1所示：
在模型中创建直线，选择编号为1、2的关键点生成一条直线，在选取2、3生成一条直线，同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。
结果如下图2所示：
之后在plot numbering controls对话框，分别打开KP Keypoint numbers、LINE line numbers、AREA Area numbers，建立直线L1、L2、L3、L4线段。
生成几何模型，如下图所示：
在L1、L3线段上划分20个单元，并将L2、L4划分成40个单元格，并在模型上选取编号为A1的平面，如下图所示：
将结果进行保存。
第五步：加载求解
选择分析类型Steady-State，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num，第三个单选框中选择From Full。
选择线段L1、L2。
重复上述操作，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Nodes，在第二个下拉列表中选择Attached to，第三个单选框中选择Lines，all。
并在Lab2 DOFs to be constrained 列表中选择TEMP，在VALUE Load TEMP value 输入框中输入0。
在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num，第三个单选框中选择From Full选择L3线段，
重复上述操作，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Nodes，在第二个下拉列表中选择Attached to，第三个单选框中选择Lines，all。
并在Lab2 DOFs to be constrained 列表中选择TEMP，在VALUE Load TEMP value 输入框中输入100。
加载结果如下图所示：
单击Solve Current Load Step对话框中点击OK，ANSYS开始求解。
并将结果进行保存。
第六步：输出温度场分布图
在Item，Comp Item to be contoured列表中选择DOF solution Temperature TEMP，在KUNND Items to be plotted单选框中选择Def shape only，单击OK将显示温度场分布等值图，结果如下图所示：。