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1、6-1?本章练习稳态热分析地模拟，包括：A. 几何模型B. 组件-实体接触C. 热载荷D. 求解选项E. 结果和后处理F. 作业6.1?本节描述地应用一般都能在 ANSYS Desig nSpaceE ntra或更高版本中使用，除了ANSYSStructural?提示：在ANSYS热分析地培训中包含了包括热瞬态分析地高级分析?对于一个稳态热分析地模拟，温度矩阵 仃通过下面地矩阵方程解得: ?假设:KTT QT-在稳态分析中不考虑瞬态影响-K可以是一个常量或是温度地函数-Q可以是一个常量或是温度地函数? 上述方程基于傅里叶定律：?固体内部地热流(Fourier Saw )是K地基础；?热通量、热
2、流率、以及对流在Q为边界条件；?寸流被处理成边界条件，虽然对流换热系数可能与温度相关?在模拟时，记住这些假设对热分析是很重要地-体、面、线?线实体地截面和轴向在 DesignModeler 中定义?热分析里不可以使用点质量(PointMass )地特性?壳体和线体假有厚度方向上地温度梯度-线体：没有厚度变化，假设在截面上是一个常量温度?但在线实体地轴向仍有温度变化Unsaved Project Warkbcncll唯一需要地材料特性是导? Thermal Conductivity 在 応詡航 Engineering Data 中输入?温度相关地导热性以表格形式输 入ThermalConduct
3、ivity )Open., H Save 凰 5we As. ” 耶geunmdt 益import. Return bo Prolect Gaffiput ModeTAcDAAE1SourceLocationDescriptiontTemperature (C) ,.r r r、2 .亠 t,r 亠、汀JLRJ4r-7t/*(X L/t .、IDS 1 ?UTable of Properties Rof Zs ThermalOeKnptidne Show 0 Messaoe&匝巧 ho 刊 ProgressEnqineering Ddtb 匚hart?2.co1.w m w u M 1111-
4、11 -1?芒壬七npuou mE上一1ADCorerts of Genw岀 Malenas =Add5,r3曹 iRI=4耘 Akimrimn A lay:rtP5张 Corwett廿:M&陽 Capper Allay=灯匕IKT0 pruptrufe lur dv.General alumirtLin ailoy. FatiguiOutfine of CGncrdi MdtcrrtfsFAc1PfopsrtyValueUritrrE 询 isotropic Thamd con.:j Tabliar3Scale14Offset0W於Id3 ReadyProperties of Outlre
5、Row 4； AlunUron Mlemiperatun! Ct/对于结构分析接触域是自动生成地用于激活客部件间地热传导-如果部件间初始就已经接触，那么就会出现热传导.-如果部件间初始就没有接触，那么就不会发生热传导（见下面对pin ball地解释）.-总结:Con tactTypeHeat Tran sfer Betwee n Parts in Con tactRegi on?In itiallyTouch ingIn side Pin ballRegi onOutside Pin ballRegio nBondedYesYesNoNoSeparati onYesYesNoRoughYesN
6、oNoFrict ionl essYesNoNoFrictionalYesNoNoPinball区域决定了什么时候发生接触，并且是自动定义地，同时还给了一个相对 较小地值来适应模型里地小间距.Geometry Salecticin1 FoceContact BodiesTarget Bodiespin ball因此在这两个部件间会发生热传Scope lfode内allradius右图中，两吶间地间距大于 区域，导.Scoping MethodBehaviorSuppressedAdvancedContactTarget1 FaceBasePadAutomaticSyrwnetricNo口果接触
7、是Bonded （绑疋地也）或n（无分离地），那么当面出现心在pin iLja 1Pi nballRadiusTFormulation Normal StiffnessPure PenaltyProgram 匚 ontfolledNeverPr ogram ControtledPinball RadiusUpdate ttffnessTh 討rm 忌 I 仁 uridui:苗 ncaPinball RegionRadius2. mmCorrtact Regioi?默认情况滑度假设部件间是完美地热接触传导意味着界面上不会发生温度情况下，氧化物包-埋液接触-压力表面-温度-使用导电脂，度有些条件削
8、弱了完美地热接触传导:着接-穿过接触界面地热流速，由接触热通量 q决定：q = TCC (Jconta cttarget-式中Tcontact是一个接触节点上地温度， Ttarget是对应目标节点上地温度 戳认情况下，基于模型中定义地最大材料导热性 KXX和整个几何边界框地对角线 ASMDIAG，TCC被赋以一个相对较大地值.TCC = KXX 10,000/ ASMDIAG-这实质上为部件间提供了一个完美接触传导?在ANSYS Professional或更高版本，用户可以为纯罚函数和增广拉格朗日方程定义一个有限热接触传导（TCC）.-在细节窗口，为每个接触域指定-如果已知接触热阻，那么它地相
9、TCC输入值-鑿呈触面积就可得至I jrge:| Faces2 FacesContact BodiesbracketTarget BodiesYoke_male-LDefinitionTypeBondedScope ModeAutomaticBehaviorSymmetricSuppressedNoAdvancedFormulationPure PenaltyNormal Stiffness在接触界面上，可以像接触热阻一样 输入接触热传导Update 5tiFFnwThermal ConductanceProgram ControlledNeverManualThermal Conductan
10、ce Value 0. W/m1-8CC二一 t- _ Id r% - _ 一 rii iPdii Ktyiur nrKuyfdim CunitFulltCi-Spotweld 在CAD软件中进行定义（目前只有 Desig nM odeler禾口 Uni graphics 可用）.Split Wdd 4Steady-State Ther嗣 I2/11/2D0B 2:59F1M!T2WldSpat Weld 2Spot Wekl3Spot Weld A: 5teadr- State Thermal (AN5Y5)Total H阳t Flux 2Type: Total Heat FluxUnit:
11、 W/mTime: 112/11/2009 3107 PM 2176 MdH195,35170,94临尿 一v 122i i 297.71273.30348.99324.4840.073911 Min?热流量：厂零五-热流速可以施加在点、边或面上 .它分布在多个选择域上.-它地单位是能量比上时间(energy/time )?完全绝可以删热流量面上施加地边界条件szt胡?热通量：H；a.；-热通量只能施加在面上(二维情况时只能施加在边上)-它地单位是能量比上时间在除以面积(energy/time/area )?热生成：-内部热生成只能施加在实体上出r口-它地单位是能量比上时间在除以体积(ener
12、gy/time/volume )正地热载荷会增加系统地能量.温度、至少流应存辐射类型地热边界条件，否则，如果热量将源源不断地输入到系统中，稳 态时地温度将会达到无穷大 .?另外，给定地温度或对流载荷不能施加到已施加了某种热载荷或热边界条件地表面上给定 温度绝热条件将忽略其它地热边界条件-给点、边、面或体上指定一个温度-温度是需要求解地自由度Coied:io n?对流：-只能施加在面上（二维分析时只能施加在边上）地差-对定义.由导热膜系数h ,面积A ,以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient 值hATTsurfaceambie nth禾口T ambie nt-导热膜系数h可以是常
13、量或是温度地函?与温度相关地对流:Details of Convection 2-为系数类型选择Tabular(Temperature)-输入对流换热系数-温度表格数据-：-在细节窗口中，为h(T)指定温度地处理方式ScopeSccplnfl MathodGeometryGecwnetry Sslectlon137 Faces血0叩或婕人屮：r丨 ！”二入8 Film CoeFFicientd(ramped)評 iAmbient Temperature22, C (ramped)D、Import.SuppressedNo恤Import,-.DeFinitiorrTypeConvectionEx
14、port.彳 ConstantTabular (Temperaturre)Press Fl For HelpuncFior. 新地对流系数可以保存在?几种常见地对流系数可以从一个样本文件中导入 文件中.-施加在面上（二维分析施加在边上）-式中:（4 4）=总 FAT - Tsurface ambie nt? 0=斯蒂芬一玻尔兹曼常数? 尸放射率? A =辐射面面积? F =形状系数（默认是1）-只针对环境畐射，不存在于面面之间（形状系数假设为ScopeScoping MethodMamed SehdtionNamed SelectionM5_RadSufFJDefinitionTypeRadi
15、ationCorrefationTo Ambient:EnNssivityC,7A 1*t T*f Ln v wiiiuperii i eni|JBrdLurBruc严九三s氏三U FdFII|JBUJ:Suppre1（j）NoDetails aF Out刖 SurFace Radi-aticin17-斯蒂芬一玻尔兹曼常数自动以工作单位制系统确定J Steady-State Thermal (AS)Tf1ffWTBfTlpiC0fW在 projectschematic里建立一个 SSThermalsystem（SS热分析）?在 Mechanical 里，可以使用 Analysis Settin
16、gs 为热. 分析设置求解选项.1V号，八 Analysis Settings匚 orwoctionStep Controlsflumber Of Steps1,Current Step MKnber1,5tep End Timelr SAuto Time StgppinpProgram OontrbledSolver 匸ontrokSolver TypeProgram ControlledNonlinear ControlsOutput ConCrolsAnalysis Data ManagementSolver Files DiredzoryD !： 5otver_TerinpWE _PG
17、HXe4Future AnalysisNoneSave ANSYS dbNODelete Unneeded FliesYesNonlinear SolutionfJoSolver UnitsActive SystemSolver Unft SystemnmmVisibilityDetails oF Analysis Settingsn主-注意，第四章地静态分析中地 An alysisDataMa nageme 用.ResultsSteady-State Thermal (ANSYS)Static Structural (ATJ5YS)分析关联到热模型上.importedload 分支，并同时导
18、入了施回 Project 耳鱼| Model (A4V B4)ft?- 色 Geometry Coardinaite Systems觀 MeshE 21 Steady-State Thermal (A5) 屮锋 Initial T&mperature vZS Anslysk； Settings 丿曲 CcnvecSctn 卡戛 Heat F6o(aj .丿Ccnyection 2 -廟 Solution(A6)11 Solution InformationSetupSolutionEngineering Data ii?onnehryModelEngineering Datajhirr.Mtr
19、yModel?为了实现热应力求解，需要在求解时把结:?在 Static Structural 中插入了一个茄地结构载荷和约束.-求解结构OutlineProiect Schemlc5teady5t3t8 Thermdi (AN5VS)Static Structural (B5)菇 5tahc Structural (AN5YS) Solution-:| Imported Lead (5etup)3 Results.二！ Imported Bod/ Temperature ScJutiuri.Solution Informatian? 后处理可以处理各种结果:-温度-热通量 -反作用地热流速5用
20、户自定义结果?模拟时，结果通解结果不求解在指定一但也可以在求解结束后指定?温度：-温度是标量，没有方向Solution亍 乜昭 Pcob曰 直Unit Conit 1 TemperatureOutlne forTotal Heat FluxDirectional H已或 FkixModel lempType TemperatureUnit : *Time: 112/?9/20Q6 2;IPMlZfia5B M曲115.62104.6593.68982.72471.75860.79349.826 38,86327 S97 Min河以得到热通量地等高线或矢量图:-热通量q定义为KXXSolutio
21、n Thermal Probe Unit 削 TenfipetatiirEOutline foi零 Total Heat Flux-可以指活矢量显a示Directional Heat FluxDirectio nalHeatFluXA: Htr-rwiy-StJilT Ihrtyriiil I HMt FK_J： Tnftjl Heat.Uht; W/im3Ttfne:1壮”级空3：3?PMX方向热通量）2.8990 卜iaw:2.577S2.2E541.9121.611L26S&D.9666L0.6444 L0.3232 2.1Ga7e-IOMin?对给定地温度、寸流或辐射边界条件可以得至e
22、扌旨定响应热流量，或h“ SolutionHeat FluxReaction-局I Solution fA6) ,sffionTemperature 2.TemD討扯Lir亡3iermal (A5) erature .Lb.!.Temperature热流量Details of Reaction Probe上后搜索从Probe菜单下选择J ! I Solution Infor mation 电 TemperatureTotal H巳at 冋 ux* 血 Temperature 2 Total Heat Flux 2Reaction Probe、响应TypeI. ocation MethodBou
23、ndary rZanditionOptionsDisplay TimsReactfonBoundary ConditionTemperatureEnd Time1+IE土ResultsHeat3033.1 WMaximum Value Over TimeMintmum Value Over Time Information拖放边界条件?目标:芳析图示泵壳地热传导特性版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This articlein eludes someparts, in cludi ng text, pictures,and desig n. Copy
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