Ansys 作业模板-有限元分析.doc

有 限 元 分 析 作 业 作业名称 换热管的热分析 姓 名 学 号 3060612061 班 级 06机电（3）班 题目：换热管的热分析: 本题要确定的是一个换热器中带管板结构答对换热管的温度分布和应力分布。单程换热器的其中一根换热管和与其相连的两端管板结构，壳程介质为热蒸汽，管程介质为液体操作介质，热换管材料为不锈钢，膨胀系数为℃，泊松比为0.3，弹性模量为，热导率为℃）；管板材料也为不锈钢，膨胀系数为 ℃，泊松比为0.3，弹性模量为，热导率为℃），壳程蒸汽温度为250℃，表面传热系数为℃，壳程压力为8.1MPa,管程液体温度200℃，表面传热系数为℃）；管程压力为5.7MPa.换热管内径为0.01295m,外径0.01905m,管板厚度0.05m,换热管长度为0.5m,部分管板材料长和宽均为0.013m. 换热管和管板结构如下图： 定义工作文件名和文件标题 定义工作文件名:执行Utility Menu-File-Chang Jobname 定义工作标题：执行Utility Menu-File-Change Tile 关闭坐标符合现实：执行Utility Menu-PlotCtrls-Windows Ctrols-Window Options-Location of triad ,单击OK按钮。 定义材料属性和单元类型 定义单元类型，执行Main Menu-Preprocessor-Element Type-Add弹出Element Type 对话框，分别选择Theml solid和Brick 20node 90选项，单击OK按钮.如下图1-1所示： 1-1 定义材料属性 执行：Main menu-Preprocessor-Material Props-Material models,在Define material model behavior对话框中，双击Structual-Linear-Elastic-Isotropic,在弹出的对话框中，EX后输入1.73Ｅ１１,在PRXY后输入0.3，单击OK按钮，如下图1-2所示： 1-2 连续单击Thermal expansion-Secant coefficient-Isotropic,在弹出的对话框中，ALPX后输入17.79E-6,单击OK按钮。如图1-3所示： 1-3 再连续双击Themal-Conductivity-Isotropic,在弹出的对话框中，KXX后输入15.1，如图1-3所示，单击OK完成对材料1的属性设置。 1-4 ，同样，鼠标单击Material-New model，在弹出的对话框中输入2，按照同样的方法完成对材料2的属性设置。其中EX为1.72E11,PRXY为0.3，ALPX为16.56E-6,KXX为15.1 建立几何模型 显示工作平面：执行Utility menu-Workplane-Display working plane 创建1/4换热管：执行Utility menu-workplane-Offset wp by Increments,在弹出的对话框中，XY,YZ,ZX分别输入0，0，90，单击OK按钮。执行：Main menu-preprocessot-Modeling-Create-Volumes-Cylinder-Partial cylinder,在弹出的对话框中输入：如下图所示的数据。单击OK完成1/4的换热管的几何模型。 生成管板部分模型：执行：Main menu-Preprocessor-Modeling-Creat-Volumes-Block-By Dimensions,在弹出的对话框中输入如下图数据，单击OK生成左端管板模型，执行Main menu-Preprocessor-Modeling-Copy-Volumes,选取刚刚生成的管板左端部分，在弹出的对话框中，DX后输入0.45，单击OK，生成如下图的模型。 体布尔操作：执行Main menu-Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Overlap-Volumes,单击Pick all 打开体编号控制：执行Utility menu-Plotctrls-numbering,选择Volume numbers复选框，单击OK,\ 删除多余的体，执行Main menu-Preprocessor-Modeling-delete-Volume and Below,用鼠标选择编号为4和5的体，生成的结果如下图1-5。 1-5 4、生成有限元模型 （1）打开线面号控制：执行：Utility Menu-PlotCtrls-Numbering命令，在弹出的对话框中选择Line n