ANSYS有限元分析软件在热分析中的应用

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1、W=:X!#+=XR冶金能源,6;BX!""YN+NZF-M[ZGNE*QQ>ZFH8*QH+V>,EZ-’*+,-,有限元分析软件在热分析中的应用张建峰王翠玲吴玉萍顾明（山东科技大学机电学院材料系）（济南钢铁集团第一炼钢厂）摘要热分析是广泛应用于各个领域的一种分析工具，*+,-,作为有限元分析软件在热分析方面具有强大的功能。本文介绍了*+,-,热分析的基本原理、方法，综述了*+,-,有限元软件在热分析中的应用现状，及应用*+,-,进行热分析的发展趋势。关键词*+,-,有限元热分析应用!""#$%&’

2、$()(*!+,-,$)./&’0&)$2./012340156127012894:41279-9;412（,/01<=12>14?6@A4BC=5,D461D601

3、10:CA4AOM91<0K61B0:;@41D4;:6A01

4、具有重要的作用。具。国际热分析协会（简称H8E*）的命名委员早在%))(年，热分析实验首先由Q68/0B6J会于%’((年给的定义是：热分析是在程序控制:46@开始，当时是用热曲线方法分析陶瓷材料，温度下测量物质的物理性质与温度关系的一类技热曲线是用电流计、照相底片和切光器自动记录术。定义中的程序控制温度是指按某种规律加热下来。%’%R年，出现了另一范畴的热分析，即或冷却，通常是线性升温和线性降温。在实际生热重分析（EF）。%’!R年，日本电器工程师S9J产过程中，常常会遇到各种各样的热量传递问T4@

5、04和*U0/4@0首次用热重分析数据预测电绝缘题：如计算某个系统或部件的温度分布、热量的性能材料的使用寿命。而第三种热分析方法热膨获取或损失、热梯度、热流密度、热应力、相变胀仪出现于第二次世界大战之前。所以，在那个等等。所涉及的部门包括：能源、化工、冶金、时期，这三大分析技术已经使用起来了。但是，建筑、电子、航空航天、制冷、农业、船舶等。仪器中全自动控制和记录还谈不上。比如机械加工，往往需要估算和控制工件的温度第二次世界大战之后，特别是上世纪R"年场，分析不同条件下，不同材料及几何形状对温代以来，自

6、动控制和记录的技术得到了发展。在R"年代中期，日本的全自动VE*仪器已经有#收稿日期：!""#$%!$%&台。以后，自动化热天平和功率补偿式V,8亦张建峰（%’()!），硕士研究生；!(%"%’山东省泰安市。成为市售商品。%’&R年，在英国的阿伯丁举行冶金能源Q-8H#G(-HO!+C(CF3)PEF6C@’DD4F35&’D5($4%@F)%?<9H#++R了首届国际热分析会议。在’(%)%公司推出的众多产品中，有五种在!""#年，另一划时代改革就是把温度调产品能够进行热分析，包括’(%)%／678

7、9:;节引入到$%&。突破了由于先前的分析是在线<.=2:>2、’(%)%／6?>.1/:>18、’(%)%／@.?AB18、性条件下，只能够局限于热焓测定的限制，同时’(%)%／CDE@F’(、’(%)%／C$。较好地解决了由于热容而引起的相漂移问题。G’(%)%热分析方法理论自上个世纪后半叶以来，计算机技术突飞猛进，应用计算机技术进行热分析成为热分析发展GH!有限元基础中的一个飞跃性进步。用有限元法计算温度场并没有什么特别之有限元法是以电子计算机为手段的“电算”处，稳态温度场与弹性力学振动问题相似

8、，所不方法，它以大型问题为对象，未知数的个数可以同的是场变量与物理参数。在弹性力学中，场变成千上万，因而为解决复杂的力学问题提供了一量是位移，是向量场，其物理参数是刚度系数。个有效的工具。由于有限元法强有力的、广泛的而在热传导问题中，场变量是温度，是标量场，分析功能，以及固体力学的数学物理方程与很多其物理参数是热传导系数，从场论的角度讲，位其它领域的相应方程可归于同一类方程，因此很移场、应力场也都属于场论的范畴，它们是矢量自然的被推广应用于分析其它领域问