ansysworkbench热分析资料报告资料报告材料教程.doc

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1、Workbench-MechanicalIntroduction第六章热分析6-1•本章练习稳态热分析的模拟，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•本节描述的应用一般都能在ANSYSDesignSpaceEntra或更高版本中使用，除了ANSYSStructural•提示：在ANSYS热分析的培训中包含了包括热瞬态分析的高级分析•对于一个稳态热分析的模拟，温度矩阵{T}通过下面的矩阵方程解得：•假设：[K(T)]{T}={Q(T)}–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的函

2、数–{Q}可以是一个常量或是温度的函数•上述方程基于傅里叶定律：•固体部的热流（Fourier’sLaw）是[K]的基础；•热通量、热流率、以及对流在{Q}为边界条件；•对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的。•热分析里所有实体类都被约束：–体、面、线•线实体的截面和轴向在DesignModeler中定义•热分析里不可以使用点质量（PointMass）的特性•壳体和线体假设：•唯一需要的材料特性是导热性（ThermalConductivity）•ThermalConductivity在Engin

3、eeringData中输入•温度相关的导热性以表格形式输入•对于结构分析，接触域是自动生成的，用于激活各部件间的热传导–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pinball的解释）。–总结：ContactTypeHeatTransferBetweenPartsinContactRegion?InitiallyTouchingInsidePinballRegionOutsidePinballRegionBondedYesYesNoNoSeparationYesYesNoRoughYesN

4、oNoFrictionlessYesNoNoFrictionalYesNoNo–Pinball区域决定了什么时候发生接触，并且是自动定义的，同时还给了一个相对较小的值来适应模型里的小间距。•如果接触是Bonded（绑定的）或noseparation（无分离的），那么当面出现在pinballradius时就会发生热传导（绿色实线表示）。PinballRadius右图中，两部件间的间距大于pinball区域，因此在这两个部件间会发生热传导。•默认情况下，假设部件间是完美的热接触传导，意味着界面上不会发生温度降•实际情况下，有些条件削弱了完美的热接触传导：

5、–穿过接触界面的热流速，由接触热通量q决定：q=TCC×(Ttarget-Tcontact)–式中Tcontact是一个接触节点上的温度，Ttarget是对应目标节点上的温度–默认情况下，基于模型中定义的最大材料导热性KXX和整个几何边界框的对角线ASMDIAG，TCC被赋以一个相对较大的值。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ANSYSProfessional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TCC输入值–如果

6、已知接触热阻，那么它的相反数除以接触面积就可得到TCC值•Spotweld（点焊）提供了离散的热传导点：–Spotweld在CAD软件中进行定义（目前只有DesignModeler和Unigraphics可用）。•热流量：–热流速可以施加在点、边或面上。它分布在多个选择域上。–它的单位是能量比上时间（energy/time）•完全绝热（热流量为0）：•热生成：–部热生成只能施加在实体上–它的单位是能量比上时间在除以体积（energy/time/volume）正的热载荷会增加系统的能量。温度、对流、辐射：•完全绝热条件将忽略其它的热边界条件•对流：–只

7、能施加在面上（二维分析时只能施加在边上）–对流q由导热膜系数h，面积A，以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient的差值•与温度相关的对流：–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)指定温度的处理方式•几种常见的对流系数可以从一个样本文件中导入。新的对流系数可以保存在文件中。•辐射:–施加在面上（二维分析施加在边上）(44)–式中：QR=seFATsurface-Tambient•σ=斯蒂芬一玻尔兹曼常数•ε=放射率•A=辐射面面积•F=形状系数（默认是1）–只针

8、对环境辐射，不存在于面面之间（形状系数假设为1）–斯蒂芬一玻尔兹曼常数自动以工作单位制系统确定•从Workb