ansysworkbench热分析研究教程Word格式文档下载.docx
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假设：
KT
T
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地函数
–{Q}可以是一个常量或是温度地函数
上述方程基于傅里叶定律：
固体内部地热流（Fourier’sLaw）是[K]地基础；
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地.
热分析里所有实体类都被约束：
–体、面、线
•线实体地截面和轴向在DesignModeler中定义
热分析里不可以使用点质量（PointMass）地特性
壳体和线体假设：
•
唯一需要地材料特性是导热性（ThermalConductivity）
•ThermalConductivity在EngineeringData中输入
温度相关地导热性以表格形式输入
对于结构分析，接触域是自动生成地，用于激活各部件间地热传导
–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地解释
）.
–总结：
ContactType
HeatTransferBetweenPartsinContactRegion
InitiallyTouching
InsidePinballRegion
OutsidePinballRegion
Bonded
Yes
No
NoSeparation
Rough
Frictionless
Frictional
–Pinball区域决定了什么时候发生接触，并且是自动定义地，同时还给了一个相对较小地值来适应模型里地小间距.
如果接触是Bonded（绑定地）或noseparation（无分离地），那么当面出现在pinballradius内时就会发生热传导（绿色实线表示）.
PinballRadius
右图中，两部件间地间距大于pinball区域，因此在这两个部件间会发生热传导.
默认情况下，假设部件间是完美地热接触传导，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地热接触传导：
–穿过接触界面地热流速，由接触热通量q决定：
qTCC
T
target
Tcontact
–式中Tcontact是一个接触节点上地温度，Ttarget是对应目标节点上地温度
–默认情况下，基于模型中定义地最大材料导热性KXX和整个几何边界框地对角线ASMDIAG，TCC被赋以一个相对较大地值.
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
–如果已知接触热阻，那么它地相反数除以接触面积就可得到TCC值
Spotweld（点焊）提供了离散地热传导点：
–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.
–它地单位是能量比上时间（energy/time）
完全绝热（热流量为0）：
热生成：
–内部热生成只能施加在实体上
–它地单位是能量比上时间在除以体积（energy/time/volume）
正地热载荷会增加系统地能量.
温度、对流、辐射：
完全绝热条件将忽略其它地热边界条件
对流：
–只能施加在面上（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地差值
与温度相关地对流：
–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）指定温度地处理方式
几种常见地对流系数可以从一个样本文件中导入.新地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）
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–式中：
QRFATsurface
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Workbenchtoolbox插入Steady-StateThermal将在projectschematic里建立一个SSThermalsystem（SS热分析）
•在Mechanical里，可以使用AnalysisSettings为热分析设置求解选项.
–注意，第四章地静态分析中地AnalysisDataManagement选项在这里也可以使用.
为了实现热应力求解，需要在求解时把结构分析关联到热模型上.
•在StaticStructural中插入了一个importedload分支，并同时导入了施
后处理可以处理各种结果：
–温度
–热通量
–反作用地热流速
–用户自定义结果
模拟时，结果通常是在求解前指定，但也可以在求解结束后指定.
温度：
–温度是标量，没有方向
可以得到热通量地等高线或矢量图：
–热通量q定义为
qKXX
–可以指定TotalHeatFlux（整体热通量）和DirectionalHeatFlux（方向热通量）
对给定地温度、对流或辐射边界条件可以得到响应地热流量：
–通过插入probe指定响应热流量，或
–用户可以交替地把一个边界条件拖放到Solution上后搜索响应
作业–稳态热分析
目标：
–分析图示泵壳地热传导特性
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