ANSYS软件-M06_热分析.ppt

July 30, 1999 热分析 热分析 本章中，我们主要讨论稳态热分析的步骤。 目的有二: 重新阐述第4章中的标准分析步骤。 介绍热载荷和边界条件。 包括: A. 概述 B. 步骤 C. 例题 热分析A. 概述 热分析用于确定温度分布，温度梯度，热流和其它结构中的温度数据。 热分析可以是稳态或瞬态的。 稳态 表示工况已经“稳定”为恒定的水平，几乎不随时间变化。例如：已经达到需要温度的电熨斗。 稳态* 表示随时间变化的工况。例如，铸造过程中熔融金属到固体的冷却过程。 * 本章不包括 热分析…概述 热载荷工况包括: 温度 模型中已知温度的部分。 对流 热量通过对流方式流出或流入的平面。输入包括对流换热系数和介质温度Tb。 热流率* 平面单位面积的热流速率。 热流* 已知热流速率的点。 热生成* 体热生成已知的区域。 辐射* 热通过辐射方式传递的平面。输入发射率，施蒂芬-波斯曼常数，可选择的输入“空间节点”的温度。 绝热面 “完全绝热”平面指没有热交换的平面。 * Not covered in this course 热分析B. 过程 进行稳态热分析的过程与进行稳态应力分析的过程类似 : 前处理 几何模型 划分网格 求解 加载 求解 后处理 查看结果 评价结果 设置 GUI 界面 (Main Menu Preferences) 为热分析会有帮助。 热分析 - 过程前处理 几何模型 可以在ANSYS中建立或输入。 两种方法的细节在后面都有描述。 热分析 - 过程…前处理 网格划分 首先定义单元属性: 单元类型，实常数和材料特性。 单元类型 下面的表格列出了通常使用的热单元类型。 每个节点只有一个自由度: TEMP。 热分析 - 过程…前处理 材料特性 至少需要输入热传导率, KXX。 如果要施加内部热生成时需要输入比热(C) 。 ANSYS-提供的材料库 (/ansys56/matlib) 包括几种常用材料的结构和热特性，但是推荐用户建立自己的材料库。 实常数 主要用于壳和线单元。 热分析 - 过程…前处理 然后划分模型。 存储数据库。 使用 MeshTool 划分网格。缺省smart-size为 6 级，可以生成合适的网格。 前处理过程结束。下面开始求解过程。 热分析 - 过程求解 加载 指定温度 热分析的DOF 约束 Solution -Loads-Apply Temperature 或者使用 D 类命令 (DA, DL, D) 对流 面载荷 Solution -Loads-Apply Convection 使用 SF 类命令 (SFA, SFL, SF, SFE) 热分析 - 过程…求解 绝热面 “完全绝热” 平面指没有热传递的平面。 这是 缺省 状态，任何没有边界条件的面都自动指定为绝热平面。 其它热载荷: 热流率 热流 热生成 辐射 热分析 - 过程…求解 求解 首先存储数据库。 然后使用 SOLVE 或 Solution -Solve- Current LS。 结果写入结果文件, jobname.rth, 同时写入内存中的数据库。 求解步骤结束。然后进行后处理。 热分析 - 过程后处理 查看结果 常用的包括温度云图，温度梯度和热流。 General Postproc Plot Results Nodal Solu… (或 Element Solu…) 或使用 PLNSOL (或 PLESOL) 热分析 - 过程…后处理 3-D实体模型中一个有用的选项为isosurfaces — 具有常数数值的平面。使用/CTYPE 命令或 Utility Menu PlotCtrls Style Contours Contour Style。 热分析 - 过程…后处理 验证求解 温度在预料的范围内吗? 用户可以根据温度边界条件大致的估计温度范围。 网格密度足够吗? 象应力分析中一样，用户可以绘制不平均温度梯度云图 (单元解) 并检查梯度较高的单元。这些区域是需要细化网格的位置。 如果温度梯度的节点解和单元解有很大差距的话，网格可能太粗了。 热分析 - 过程C. 例题 参考例题附录中: 带叶片的轴对称管 *001289 30 Nov 1999 6-* INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1 Training Manual INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1 Training Manual 常用热单元类型