ANSYS基础教程—热分析.doc

ANSYS基础教程热分析关键字：ANSYS ANSYS教程 ANSYS热分析 信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享本文简述了进行稳态热分析的过程.有两方面的目的:重申第4章所介绍的典型分析步骤；介绍热荷载与边界条件.包括的主题有：概述、分析过程、专题讨论。 A. 概述 热分析用于确定结构中温度分布、温度梯度、热流以及其它类似的量. 热分析可能是稳态的或瞬态的. 稳态 是指荷载条件已被“设置”成稳定状态，几乎不随时间变化. 如: 铁获得了预先设置的温度. 瞬态* 指条件随时间变化而变化. 如: 铸造中金属从熔融状态变为固态的冷却过程. 热荷载条件可能是: 温度 模型区温度已知. 对流 表面的热传递给周围的流体通过对流。输入对流换热系数h和环境流体的平均温度Tb 热通量* 单位面积上的热流率已知的面. 热流率* 热流率已知的点. 热生成率* 体的生热率已知的区域. 热辐射* 通过辐射产生热传递的面. 输入辐射系数, Stefan-Boltzmann常数, “空间节点”的温度作为可选项输入. 绝热面 “完全绝热”面，该面上不发生热传递.B. 分析过程 稳态热分析过程和静力分析类似: 分析过程 几何尺寸（模型） 划分网格 求解 荷载条件 求解 后处理 查看结果 检查结果是否正确 通过(Main Menu Preferences)把图形用户界面的优先级设置成热分析. 前处理 几何尺寸（模型） 既可用ANSYS建立模型，也可用其它方法建好模型后导入. 模型建好后，以上两种建模方法的具体过程将不再显示. -划分网格 首先定义单元属性: 单元类型, 实常数, 材料属性. -单元类型 下表给出了常用的热单元类型. 每个结点只有一个自由度: 温度 常用的热单元类型 -材料属性 必须输入导热系数, KXX. 如果施加了内部热生成率，则需指定比热(C). ANSYS提供的材料库(/ansys57/matlib)包括几种常用材料的结构属性和热属性, 但是建议用户创建、使用自己的材料库. 把优先设置为“热分析”，使材料模型图形用户界面只显示材料的热属性. -实常数 主要应用于壳单元和线单元. 划分网格. 存储数据文件. 使用MeshTool划分网格. 使用缺省的智能网格划分级别6可以生成很好的初始网格. 至此完成前处理，下面开始求解.求解 荷载 指定的温度 热分析的自由度约束 Solution -Loads-Apply Temperature 或D命令系列(DA, DL, D) 热流 这些是面荷载 Solution -Loads-Apply Convection 或SF命令系列(SFA, SFL, SF, SFE) 绝热面 “完全绝热”面，该面上不发生热传递. 这是缺省条件, 如,没有指定边界条件的任何一个面都被自动作为绝热面处理. 其它可能的热荷载: 热通量(BTU / (hr-in2) 热流(BTU / hr) 热生成率(BTU / (hr-in3) 热辐射(BTU / hr) 求解 首先存储数据库文件. 然后输入SOLVE命令或点击菜单Solution -Solve-Current LS. 结果被写入结果文件, jobname.rth, 该结果文件同时也写入内存中的数据库文件. 至此完成求解过程. 下面进入后处理部分. 后处理 查看结果 典型的等值线绘图包括温度等值线，温度梯度等值线和热通量等值线 General Postproc Plot Results Nodal Solu(或Element Solu) 或用PLNSOL(或PLESOL) 对3-D 实体模型绘制云图时，选项isosurfaces(等值面)是非常有用的. 用/CTYPE命令或Utility Menu PlotCtrls Style Contours Contour Style. 检查结果是否正确 温度是否在预期的范围内? 在指定温度和热流边界的基础上，估计预期的范围. 网格大小是否满足精度? 和受力分析一样，可以画出非均匀分