热稳态分析实例

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1、分析人员：培训王兴旺专用教程――晓光够意思吧☺院校专业：哈尔滨理工大学使用软件：Ansys10.0版本比较熟悉：热、应力、疲劳等综合场机械方面的计算GUI：图形菜单操作方式，命令流：输入命令操作方式，将综合这两种操作方式。现画的图，难免不够美观，见凉！一、热稳态分析实例工作分析：有一双层板（层1与层2），其几何形状与边界条件如图1所示。其中层1中间有一个边长为1.5cm的正方形孔。层1与层2的几何尺寸分别为6*6，6*10；热传导率分别为20W/m·K，50W/m·K；方孔中的热流密2度为100W/m。双层板左右两侧的温度分别为220℃，60℃。板周围流体介质的2对流介质的对

2、流换热系数为150W/m·K，温度25℃。最下面绝热。求稳态条件下，双层板内的温度分布。2h=150W/m·KTfluid=25℃k=20W/m·Kk=50W/m·K5cm2T=220℃q=100W/mT=60℃6cm10cm图1双层板几何形状及其边界条件问题求解步骤：1、将Ansys系统单位制变成国际单位制命令流：/units,si2、设置本题的标题为“Steadystateslabproblem”GUI：UtilityMenu>File>ChangeTitle在弹出的对话框中键入“Steadystateslabproblem”，如图2所示.图2输入标题对话框3、进入模块创

3、建处理器：命令流：/prep74、设置单元类型本题中，由于给定的是二维几何中的条件，且只涉及温度分布的求解，故可采用二维平面单元PLAN55。点击Preprocessor>ElementType,将出现ElementType菜单,点击ElementType>Add/Edit/Delet…,将出现如图3所示，提示添加单元。图3添加单元对话框点击Add。。。按钮，将出现单元类型库对话框，如图4所示。图4单元类型库如图4所示，选择ThermalSolid单元中的Quad4node55。完成单元定义后，点击图4中的OK及图4中的Close按钮即可。5、设置材料类型根据本题给定的条件，

4、需设置双层板中对应的两种材料，其热传导率分别为20W/m·K，50W/m·K。先设置左侧板的材料属性，点击Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels,将出现DefineMaterialModelBehavior对话框，如图5所示。图5DefineMaterialModelBehavior对话框将出现如图5所示的对话框，左面的MaterrialModelNumber1即为指定的1号材料。。因材料各向性，故点击Istropic。。。点击OK按钮后，将出现图6指定1号材料的属性。即完成材料1的属性设置。图6各向同性材料属性对话框－1号材料同理

5、材料2的属性可按以上GUI方式设置，在图5中，点击菜单Material中的NewModel。。。，出现图7，同时点击右面的Istropic。点击OK按钮后，将出现图8指定2号材料的属性。即完成材料2的属性设置。图7DefineMaterialModelBehavior对话框图8各向同性材料属性对话框－2号材料6、建立几何模型首先创建左侧板的几何模型，其基本形状为一矩形。点击MainMenu>Preprocessor>Modeling>Creat>Areas>Rectangle>ByDimensions,将出现如图9所示的对话框，在其中输入矩形1的各关键点坐标值，之后点击OK按

6、钮。图9创建矩形对话框按同样的方法，创建右侧板的几何模型，其基本形状为一矩形。点击MainMenu>Preprocessor>Modeling>Creat>Areas>Rectangle>ByDimensions，其输入的参数值为x1＝0.06，x2＝0.16，y1＝0，y2＝0.06。此时，将出现如图10所示的两个矩形。矩形1矩形2图10生成两个矩形接下来，创建左侧板中的方孔。为此，先创建一个与方孔大小的正方形。点击MainMenu>Preprocessor>Modeling>Creat>Areas>Rectangle>ByDimensions，将出现如图9所示的对话框。在

7、图中输入其输入的参数值为x1＝0，x2＝0.015，y1＝0，y2＝0.015。此时，将出现如图11所示的左下角的正方形，边长为1.5cm。图11箭头所指生成一个小正方形接下来，要做的工组就是将该正方形移至矩形1的中心，并通过布尔运算，由此获得原始条件中所定义的方形孔。为此，应先选中该圆。点击MainMenu>Preprocessor>Modeling>Move/Modify>Areas>Areas,将出现如图12所示的面积移动对话框。用鼠标点击小正方形的中心处，将出现如图14所示的对话框，要求输入要移