ANSYS热应力分析实例

1,问题描述,2,如图所示结构，外侧恒温60，内侧恒温0，该结构下端固定，其材料均为铸铁，弹性模量2105MPa，泊松比0.3，导热系数为40W/(m)，热膨胀系数为1510-6/，该结构的安装温度为20。,3,该结构在x-y平面内的尺寸如图所示，其在z方向的尺寸远大于x-y平面内的尺寸。,重点学习内容,4,1.间接法热应力分析步骤。2.掌握平面应变的解决方案。3.掌握对称结构分析方案。4.掌握稳态温度场计算方法。,5,更改文件名：UtilityMenuFileChangeJobname,更改文件名,6,选择55号单元MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete,选择单元,7,1.给定材料的导热系数40W/(m)。MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModels,设置材料属性,建立实体模型（国际单位制）,8,1.创建矩形A1：x1,y1(0,0)、x2,y2(0.01,0.07)MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleByDimensions,2.创建矩形A2：x1,y1(0,0.05)、x2,y2(0.08,0.07)3.显示面的编号UtilityMenuPlotCtrlsNumbering4.对面A1和A2进行overlap操作MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansOverlapAreas,9,划分网格,10,1.打开Meshtool对话框MainMenuPreprocessorMeshingMeshTool2.设定网格尺寸为0.002，网格形状为四面体映射网格。3.mesh,11,12,1.进入Solution处理器。MainMenuSolution2.设定分析类型为“steady-state”。MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis3.在外边界线上定义温度载荷60。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyThermalTemperatureOnLines4.在内边界线定义温度载荷0。5.图形窗口显示线。UtilityMenuPlotLines,施加载荷,13,求解,14,MainMenuSolutionSolveCurrentLS,查看温度场分布,15,MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu,16,保存,17,稳态温度场计算完毕，下面修改分析文件名称，进行热应力计算。,转换分析类型,18,1.退出后处理器。MainMenuFinish2.修改分析名称为thermal-stressUtilityMenuFileChangeJobname,19,3.转换单元类型。MainMenuPreprocessorElementTypeSwitchElemType,20,4.设置单元选项。MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete在弹出对话框中点击“Options”按钮。,21,4.设置Elementbehavior为平面应变。,22,5.设置热应力分析的材料属性。,23,给定弹性模量为2e11，泊松比为0.3。,24,双击“ThermalExpansion、SecantCoefficient、Isotropic”。,25,输入热膨胀系数为15e-6，参考温度20。,施加载荷,26,1.施加温度载荷。MainMenuPreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralTemperatureFromThermAnaly,27,2.在L1上施加位移约束。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnLines,28,2.在L6上施加对称约束。MainMenuPreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralDisplacementSymmetryB.C.OnLines,注：S标志表示对称约束。,求解,29,MainMenuSoluti