ansysworkbench热分析教程.doc

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1、|Workbench - Mechanical Introduction第六章 热分析6-1|概 念 Training Manual 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 ANSYS DesignSpace Entra 或更高版本中使用，除了 ANSYS Structural 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|稳 态 热 传 导 基 础 Training Manual 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：KTT

2、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的函数 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 ： 固体内部的热流（Fouriers Law） 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。稳 态 热 传 导 基 础 Training Manual| 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（Point Mass）的特性 壳体和线体假设： 壳 体 ：

3、没 有 厚 度 方 向 上 的 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 的 轴 向 仍 有 温 度 变 化A. 几 何 模型 Training Manual| 唯一需要的材料特性是导热性（Thermal Conductivity） Thermal Conductivity 在 Engineering Data 中输 入 温度相关的导热性以表格 形式输入若存在任何的温度相关的材料特性，就将导致非线性求解。 材 料 特性 Training Manual| 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

4、导B. 组 件 -实 体 接触 Training Manual| 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：Heat Transfer Between Parts in Contact Region?Contact TypeInitially Touching Inside Pinball Region Outside Pinball RegionBonded Yes Yes NoNo Separation Yes Yes NoRough Yes No NoFrictionless Yes No

5、NoFrictional Yes No No 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。 组 件 -接 触 区域 Training Manual| 如果接触是 Bonded（绑定的）或 no separation（无分离的），那么当面出现在 pinball radius 内时就会发生热传导（绿色实线 表示）。Pinball Radius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。 组 件 -接 触 区域 Training Manual| 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：表 面 光 滑 度表 面 粗 糙 度 氧 化 物 包埋 液 接 触压 力 表 面温 度T使 用 导 电 脂. . . . Tx 接着