July 30, 1999 热 分 析 第三讲（B） 热分析 本章简述了进行稳态热分析的过程. 有两方面的目的: 重申第4章所介绍的典型分析步骤. 介绍热荷载与边界条件. 包括的主题: A.  概述 B.  过程 C.  专题讨论 热分析A.  概述 热分析用于确定结构中温度分布, 温度梯度, 热流, 以及其它类似的量. 热分析可能是稳态的或瞬态的. 稳态  是指荷载条件已被“设置”成稳定状态，几乎不随时间变化 .  如:  铁获得了预先设置的温度. 瞬态*  指条件随时间变化而变化.  如:  铸造中金属从熔融状态变为固态的冷却过程. * Not covered in this course 热分析...概述 热荷载条件可能是: 温度	温度已知的模型区. 热流	热流环绕的受热面（或散热面）.  输入表面散热系数h和环绕流体的 （按体积计算的）平均温度Tb.  临界热负荷*	单位面积上的热流率已知的面. 热流率*	热流率已知的点. 热量生产率*	体的产热率已知的区域. 热辐射*	通过辐射产生热传递的面.  输入辐射系数, Stefan-Boltzmann 常数, “空间结点”的温度作为可选项输入. 绝热面	“完全绝热”面，该面上不发生热传递. * Not covered in this course 热分析B.  分析过程 稳态热分析过程和静力分析类似: 分析过程 几何尺寸（模型） 划分网格 求解 荷载条件 求解 后处理 查看结果 检查结果是否正确 通过(Main Menu   Preferences)把 图形用户界面的优先级 设置成热分析. 热分析  -  过程前处理 几何尺寸（模型） 既可用ANSYS建立模型，也可用其它方法建好模型后导入. 模型建好后，以上两种建模方法的具体过程将不再显示. 热分析  -过程...前处理 划分网格 首先定义单元属性:  单元类型, 实常数, 材料属性. 	单元类型 下表给出了常用的热单元类型. 每个结点只有一个自由度:  温度 热分析  -过程...前处理 	材料属性 必须输入热导系数, KXX. 如果使用了固有的（internal）的产热系数，则需指定比热 (C). ANSYS提供的材料库 (/ansys57/matlib)包括几种常用材料的结构属性 和热属性, 但是建议用户创建、使用自己的材料库. 把优先设置为 “热分析” ，使材料模型图形用户界面只显示材料的热属性. 	实常数 主要应用于壳单元和线单元. 热分析  -过程...前处理 划分网格. 存储数据文件. 使用 MeshTool 划分网格.  使用6种缺省的网格大小可以生成很好的初始网格. 至此完成前处理，下面开始求解. 热分析  -过程求解 荷载 指定的温度 热分析的自由度约束 Solution   -Loads-Apply   Temperature 或 D 命令系列 (DA, DL, D) 热流 这些是面荷载 Solution   -Loads-Apply   Convection 或 SF命令系列(SFA, SFL, SF, SFE) 热分析  -过程...求解 绝热面 “完全绝热”面，该面上不发生热传递. 这是缺缺省条件, 如,没有指定边界条件的任何一个面都被自动作为绝热面处理. 其它可能的热荷载: 临界热负荷  (BTU / (hr-in2) 热流率  (BTU / hr) 热量产生率  (BTU / (hr-in3) 热辐射  (BTU / hr) 热分析  -过程...求解 求解 首先存储数据库文件. 然后输入 SOLVE 命令或点击菜单 Solution   -Solve- Current LS. 结果被写入结果文件, jobname.rth, 该结果文件也是内存中的数据库文件. 至此完成求解过程. 下面进入后处理部分. 热分析  -过程后处理 查看结果 典型的等值线绘图包括温度等值线，温度梯度等值线和临界热荷载等值线. General Postproc   Plot Results   Nodal Solu… (或 Element Solu…) 或用 PLNSOL (或 PLESOL) 热分析  -过程...后处理 对3-D 实体模型作等值线绘图时，选项isosurfaces (恒值面)是非常有用的.  用 /CTYPE 命令或 Utility Menu   PlotCtrls   Style   Contours   Contour Style. 热分析  -过程...后处理 检查结果是否正确 温度是否在预期的范围内? 在指定温度和热流边界的基础上，估计预期的范围. 网格大小是否满足精度? 和受力分析一样，可以画出非均匀分布的温度梯度 (单元解) 并找出高梯度的单元.  这些区域可作为重新定义网格时的参考. 若结点温度梯度（均匀分布的）和单元温度梯度（非均匀分布的）之间的差别很大，则可能是网格划分太粗糙. 热分析  -  过程C.  专题讨论 参考指南中的专题讨论补遗: W3.  带散热片的轴对称管 January 30, 2001 Inventory #001441 6-* INTRODUCTION TO ANSYS 5.6 - Part 1 Training Manual 常用的热单元类型 
	2-D Solid	3-D Solid	3-D Shell	Line Elements		Linear	PLANE55 (	SOLID70 (	SHELL57 (	LINK31,32,33,34		Quadratic	PLANE77 (
PLANE35 (	SOLID90 (
SOLID87 (				

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