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《ansys熱分析指南——ansys穩(wěn)態(tài)熱分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、ANSYS熱分析指南(第三章)第三章穩(wěn)態(tài)熱分析3.1穩(wěn)態(tài)傳熱的定義ANSYS/Multiphysics，ANSYS/Mechanical，ANSYS/FLOTRAN和ANSYS/Professional這些產(chǎn)品支持穩(wěn)態(tài)熱分析。穩(wěn)態(tài)傳熱用于分析穩(wěn)定的熱載荷對系統(tǒng)或部件的影響。通常在進(jìn)行瞬態(tài)熱分析以前，進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析用于確定初始溫度分布。也可以在所有瞬態(tài)效應(yīng)消失后，將穩(wěn)態(tài)熱分析作為瞬態(tài)熱分析的最后一步進(jìn)行分析。穩(wěn)態(tài)熱分析可以計算確定由于不隨時間變化的熱載荷引起的溫度、熱梯度、熱流率、熱流密度等參數(shù)。這些熱載荷
2、包括：對流輻射熱流率熱流密度（單位面積熱流）熱生成率（單位體積熱流）固定溫度的邊界條件穩(wěn)態(tài)熱分析可用于材料屬性固定不變的線性問題和材料性質(zhì)隨溫度變化的非線性問題。事實上，大多數(shù)材料的熱性能都隨溫度變化，因此在通常情況下，熱分析都是非線性的。當(dāng)然，如果在分析中考慮輻射，則分析也是非線性的。3.2熱分析的單元ANSYS和ANSYS/Professional中大約有40種單元有助于進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析。有關(guān)單元的詳細(xì)描述請參考《ANSYSElementReference》，該手冊以單元編號來講述單元，第一個單元是LIN
3、K1。單元名采用大寫，所有的單元都可用于穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱分析。其中SOLID70單元還具有補(bǔ)償在恒定速度場下由于傳質(zhì)導(dǎo)致的熱流的功能。這些熱分析單元如下：表3-1二維實體單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度PLANE35二維六節(jié)點(diǎn)三角形單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）PLANE55二維四節(jié)點(diǎn)四邊形單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）PLANE75二維四節(jié)點(diǎn)諧單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）PLANE77二維八節(jié)點(diǎn)四邊形單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）PLANE38二維八節(jié)點(diǎn)諧單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）表3-2三維實體單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度SOLID70三維八節(jié)點(diǎn)六面體
4、單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）SOLID87三維十節(jié)點(diǎn)四面體單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）SOLID90三維二十節(jié)點(diǎn)六單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）表3-3輻射連接單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度LINK31二維或三維二節(jié)點(diǎn)線單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）表3-4傳導(dǎo)桿單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度LINK32二維二節(jié)點(diǎn)線單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）LINK33三維二節(jié)點(diǎn)線單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）表3-5對流連接單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度LINK34三維二節(jié)點(diǎn)線單元溫度（每個節(jié)點(diǎn)）表3-6殼單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度SHELL57三維四節(jié)點(diǎn)四邊形單元溫度（每
5、個節(jié)點(diǎn)）表3-7耦合場單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度PLANE13二維四節(jié)點(diǎn)熱－應(yīng)力耦合單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、電位、磁矢量位CONTACT48二維三節(jié)點(diǎn)熱－應(yīng)力接觸單元溫度、結(jié)構(gòu)位移CONTACT49三維熱－應(yīng)力接觸單元溫度、結(jié)構(gòu)位移FLUID116三維二或四節(jié)點(diǎn)熱－流單元溫度、壓力SOLID5三維八節(jié)點(diǎn)熱－應(yīng)力和熱－電單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、電位、磁標(biāo)量位SOLID98三維十節(jié)點(diǎn)熱－應(yīng)力和熱－電單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、電位、磁矢量位PLANE67二維四節(jié)點(diǎn)熱－電單元溫度、電位LINK68三維兩節(jié)點(diǎn)熱－電單元溫度、電
6、位SOLID69三維八節(jié)點(diǎn)熱－電單元溫度、電位SHELL157三維四節(jié)點(diǎn)熱－電單元溫度、電位表3-8特殊單元單元維數(shù)形狀及特點(diǎn)自由度MASS71一維到三維一個節(jié)點(diǎn)的質(zhì)量單元溫度COMBINE37一維四節(jié)點(diǎn)控制單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、轉(zhuǎn)動、壓力SURF151二維二到四節(jié)點(diǎn)面效應(yīng)單元溫度SURF152三維四到九節(jié)點(diǎn)面效應(yīng)單元溫度MATRIX50由包括在超單元中的單元類型決定沒有固定形狀的矩陣或輻射矩陣超單元由包括在超單元中的單元類型決定INFIN9二維二節(jié)點(diǎn)無限邊界單元溫度、磁矢量位INFIN47三維四節(jié)點(diǎn)無限邊
7、界單元溫度、磁矢量位COMBINE14一維到三維兩節(jié)點(diǎn)彈簧－阻尼單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、轉(zhuǎn)動、壓力COMBINE39一維兩節(jié)點(diǎn)非線性彈簧單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、轉(zhuǎn)動、壓力COMBINE40一維兩節(jié)點(diǎn)組合單元溫度、結(jié)構(gòu)位移、轉(zhuǎn)動、壓力3.3熱分析的基本過程ANSYS熱分析包含如下三個主要步驟：前處理：建模求解：施加荷載并求解后處理：查看結(jié)果以下的內(nèi)容將講述如何執(zhí)行上面的步驟。首先，對每一步的任務(wù)進(jìn)行總體的介紹，然后通過一個管接處的穩(wěn)態(tài)熱分析的實例來引導(dǎo)讀者如何按照GUI路徑逐步完成一個穩(wěn)態(tài)熱分析。最后，本章提供了該
8、實例等效的命令流文件。3.4建模建立一個模型的內(nèi)容包括：首先為分析指定jobname和title；然后在前處理器（PREP7）中定義單元類型，單元實常數(shù)，材料屬性以及建立幾何實體。《ANSYSModelingandMeshingGuide》中對本部分有詳細(xì)說明。對于熱分析有：定義單元類型命令：ETGUI：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete定義固定材料屬性命令：MP
