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1、6-1律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 DesignSpaceEntra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?x寸于一个稳态热分析地模拟，温度矩阵T通过下面地矩阵方程解得: 搬设：K T T 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、热流率
2、、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加模拟时，记住这些假设对热分析是很重要地.烝分析里所有实体类都被约束:林、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?壳体明树Mg看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 Warkbcnch1t 一需要地材料特性是导? Thermal Conductivity 在 商 Engineering Data 中输入温度相关地导热性以表格形式输 入jOutf
3、ine FilterThe ThdFmalConductivity )二 口pert. H Save 屈 Save As.Reconmdt import.ABcDA1SourceJLee at ionOe script ion2畲 Engineering DataA2Cortterts fitered for Steady-State _3Ul General Materials4Samples data praYided by ANSYS. r4£9 E舛k，MaterialsA 、,、二?ABTemperature (C) <1Themal Conductivity (W
4、irr-J C-t) ,400.d ln_1111HTTOTable of Properties Rof Z Thermal干 irnjReturn bo Prolect QoongMode求解175Outfine of Gcncrdi MdtcrrtfsEngineering Mt由 ChartCgreiXs of Gen就可 Matens 3. .取 rt- -Alumriurn Alby 痴才. 舲 Concre1mdi pruptruHi mr dv.General aluminLm alloy. Fatigui-中炒 Copper Alloy1JAc1PfopsrtyValuerr日
5、 宓 isotropic Thamd con.：i Tabliar3Scale14Offset0Properties of Outlre Row +: Alun-Hixm Allilemiperatun! Ct而 w 如配w-1? 4 u I VE 品】 羽wzfnpuo u mE 上 I.ReadyD3ho Progress ° Show 0 Me%的eu凤士格利公机，屐触域是H动生成ME 于激活客都牌问-如果部件间初始就已经接 IB么就会出现热传-如果部件间初始就没有接触，那么就不会发生热传与(见下面对pinball地解释).忐结:ContactTypeHeat Transfer
6、 Between Parts in ContactRegion?InitiallyTouchingInside PinballRegionOutside PinballRegionBondedYesYesNoNoSeparationYesYesNoRoughYesNoNoFrictionlessYesNoNoFrictionalYesNoNo干inball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.on1pinball区域, 导.PinballRadiusoseparationpinballradius 内il ILJB TScoping M
7、ethodGeometry SelectionContact1 FaceTarget1 FaceContact BodiesBaseTarget BodiesPad右图中两群聊间地间距大于Scope ModeAutomaticBehaviorSymmetricSuppressedNo因止瑜这两个部件间会发福热偷FormulationPure PenaltyNormal StiffnessProgram ControlledUpdate StiffnessNeverThermal ConductanoeProgram ControlledPinball RegionRadiusPinball R
8、adius之mmAdvanced有些条件削弱了完美地热接触传导:氧化物包Tx?默认情况下，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 降歪面羌滑度-埋液接触压力表面-温度-使用与电脂?接 着-穿过接触界面地热流速,由接触热通量 q决定：q 二 TCC Tconta cttarget1-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默认情况下，基于模型中定义地最大材料与热性 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AN
9、SYS Professional 或更高版本，用户可以为纯罚函数和增广拉格朗日Contact Region"方程定义一个有限热接触传导（TCC）.在接触界面上，可以像接触热阻一样 输入接触热传导Contact Bodiesbracket'Target Bodie;Yoke_male-LDefinitionTypeBondedScope ModeAutomaticBehaviorSymmetricSuppressedNoAdvancedFormulationPure PenaltyNormal StiffnessProgram ControlledUpdate Stiffnes
10、sNeverThermal Conduct-anceManualThermal Conductance Value 0. W/mJ-aC: -L Il _ t rn ipoiii E/q山i Pr 口事后由 CunilroiltCiS三F=i«-e$I- ices-在细节窗口，为每个接触域指定 TCC输增翳 -如果已知接触热阻，那么它地相反数除以接般图积就可得到-Spotweld 在CAD软件中进行定义（目前只有 DesignModeler 和Unigraphics 可用）.与册Weld 4Steady-State ThemaiI2/11/200B 2:59 WX阴雨Sp&t
11、 Weld 2Spdt Wekl 3Spot Weld 4ft：鼠Edy St苕te ihernid(ANsrs)Total Heat Flux 2Type: Total Heat FluxUnit: W/m1Time:】12/11f2009 3107 PM21*1476 MaH195,353 70.94焕国122,1297,71273,30348,993艺4 4840.073911 Min?8流量：匚笠西国鼠-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 )疣全绝热Z碉流iNt碰地边界条件 融匹d?热通量：/电Heat Flux-热通量
12、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 )徽生成：-内部热生成只能施加在实体上, Mernal H闻Germs-它地单位是能量比上时间在除以体积(energy/time/volume )正地热载荷会增加系统地能量.温度q H院存幅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 .给定做I的热条件将忽.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两流：；一一一-只能施加在面
13、上（二维分析时只能施加在边上）由与热膜系数h,面积A,以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient地差q- hATsurfaceTambient-h 和T ambient ”是用户指定地值-与热膜系数h可以是常量或是温度地函?与温度相关地对流:期系数类型选择Details of "Convection 2"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HScoping MethodGsometry SstectlonGeometry137 Faces'DerinitionTypeConvec
14、tion Film GoeFFclent0. W/mm!p (ratnfied)Ambient Temperature22, (ramped)6、"SuppresMclMScope-：Import.Import.Export.卡 ConstantPress Fl For HelpnbuTime.Tabular (Temperatdre)jncGo. 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）一式中:FATsurfaceTambient?卡斯蒂芬-玻尔兹曼常数? £ =放射率? A=辐射面面积? F =形状系
15、数（默认是1）-只针对环境辐射，不存在于面面之间（形状系数假设为ScopeScoping MethodMamed Sehdticnl" - cNamed SelectionW5_RadSuff_lDefinitionTypeRadiationCorrefationTo Ambient:EnNssivityC,7wiiiuperii i eni|JBrdLurB力U 白尸Fh.f-Hl£4 -JUdFWHU电ppMd) /NoDetails oF "Outer Surface Radiation'Q-斯蒂芬-玻尔兹曼常数自动以工作单位制系统确定-1 LzJ
16、Steady-State Thermal (AS)在 projectschematic里建立一个 SSThermalsystem元、/ Analysis Settings：丁的ongction（SS热分析）Details oF "Analysis Settings1,?在 Mechanical 里，可以使用 Analysis Settings 为热 分析设置求解选项.Step Controlst皿皿8和8.1,Current Step Mumb已r1,5t印 End Timelr SAut。Time 5EppinpProgram ContrQlledSolver ControkSol
17、ver TypeProgram ControlledNonlinear ControlsOutput ConCrolsAnalysis Data ManagementSolver Files DiredzoryD !： 5otver_TerinpWE _PGHME4Future AnalysisNoneSave ANSYS dbNODelete Unneeded FliesYesNonlinear SolutionfJoSolver UnitsActive SystemSolver Unft SystemnmmVisibility-注意，第四章地静态分析中地 AnalysisDataManag
18、eme 用.明了实现热应力求解，需要在求解时把结构分析关联到热模型上E Static Structural口地结构载荷和约束-求解结构中插入了个 importedload分支，并同时导入了施Outline11覆 Static Structural (ANSYS)A Steady-5tate Therm囱(ANS VS). Engineering DataS Gmmtiy Model鬣 SetupEngineering D 而Geometr/ModelSetup5 ,1 SolutionSolution ResultsResultsSteady'State Thermal (AN5YS)
19、Static Structural (AfJSYS)iHl Project由 Model (A4, B4)£ 险 Geometry匡 Coardinaite Systems晦 Mesh区 三 Steady-State Thermal (AS)Initial T&mperature- vZS Arilysk; SettingsConvectionHeat F6o(ajCcnvectiixi 2m G通| Solution(A6)11 Solution InformationStatic Structural (B5)-匕 /囱 Imported Lead(%l:叩) ：Impa
20、rted Body Temperature向 Solution (B0.力 Solution Informatian? 后处理可以处理各种结果:温度 兴通量 反作用地热流速 和户自定义结果/ThermalSolutionUnit Con1TennperatureOutime forTo向 Heat FluxDirectional Heat Fkjx12/29/200&2II9PM温度是标量，没有方向Model HempType; TefnperatureUnit : PIZfi.Sfl M3*US. 62104.6593.68982.72471J5860.79349,82838,863
21、Z7 897 Min何以得到热通量地等高线或矢量图Unit ConviTernperatureOutline foiTotal Heat FluxKXXTqDirectional Heat FluxDirectionalHeatFlux?Select Modep0 Scale)Uht:迎侬皿J:32aM2.89902.S77S2.2&I |g迎1.2680.9666L0.644-1 L0.32322LiM7e-10Min热通量q定义为Solution Thermal墟期情篇" Jhf'fyrijilH&3tHwc21 hr :Trt-al H=atermal
22、(A5)也把一个边挤Solution阳 Heat FluxTemperatureReactiont_oriV3ftion/产R Temperature 2X。Temper部!_ire 3五为P广ReactionLocation MethodBoundary ConditionBoundary ConditionTemperatureBOptionsDisplay TimeEnd TimeResultsHeat3083 J WDetails of "Reaction Probe"从Probe菜单下选择Solution Infor mationTemperature/e Tot
23、al Heat Flux* 电 Temperature 2/e Total Heat Flux 2 :) Reaction ProbeMaximum Value Over TimeMinimum Value Over Time InformationBUBBISBIb横焦I初界条仰毓以得到流量拖放边界条件?目标:分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 article includes someparts, including text, pictures, and design. Copyright is persona
24、l ownership.用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律 地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面 许可，并支付报酬.Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and other non-commercial or non-profit purposes, but at th
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