ANSYS热应力分析经典例题

合集下载

ANSYS基础培训练巩固APDL基础、热应力及模态分析内容

ANSYS基础培训练巩固APDL基础、热应力及模态分析内容

ANSYS基础培训练巩固APDL基础、热应力及模态分析内

ANSYS基础培训练习

练习主题:巩固APDL基础、热应力及模态分析内容

1( 弹簧建模

!This example demo modeling a ring using APDL

fini

/cle

/filname,ring,1

/prep7

*AFUN,DEG

TOT=12

N=TOT*3

et,1,45

et,2,200

keyopt,2,1,6

DIV=360/TOT DIS=0.6/TOT rid=1

rid2=0.1

csys,1

*DO,I,1,N+1 k,I,rid,(I-1)*DIV,(I-1)*DIS

*ENDDO

flst,3,n+1,3

*do,i,1,n+1

fitem,3,i

*enddo

bsplin,,p51x ldiv,1,,,3

csys,0

wprot,,90

wpoff,ridpcirc,rid2,,0,360

asel,all

lsla,s

lesi,all,,,4 type,2

mshkey,0

amesh,all

type,1

extopt,esize,60 vdrag,1,,,,,,1 vdrag,6,,,,,,2 vdrag,11,,,,,,3

2( 热应力分析

有齿的轴对称管的热应力分析

问题描述:

管受内压,顶上的线(在Y=1.)代表对称面,我们将对线上的所以节点耦合UY 自由度

1. 进入ANSYS工作目录,取工作文件名为“pipe-th-str”

2. Resume前面定义的轴对称模型:

–Utility Menu > Resume from …3. 设置菜单过滤为Structural: –Main Menu > Preferences …

ansys涂层热应力

ansys涂层热应力

ansys涂层热应力

涂层热应力是指涂层材料在温度变化时由于热膨胀不一致而产生的应力。涂层热应力的计算可以通过以下步骤进行:

1. 确定涂层材料的热膨胀系数:涂层材料的热膨胀系数是指在温度变化时,涂层材料单位长度的长度变化量。热膨胀系数可以通过实验测量或者参考文献得到。

2. 确定基底材料的热膨胀系数:基底材料的热膨胀系数也需要确定,因为涂层和基底材料之间的热膨胀不一致会导致热应力的产生。

3. 确定温度变化范围:需要确定涂层在使用过程中所承受的温度变化范围。

4. 计算热应力:可以使用线性热弹性理论来计算涂层热应力。根据线性热弹性理论,涂层热应力可以通过以下公式计算:

σ = E * α * ΔT

其中,σ是涂层热应力,E是涂层材料的弹性模量,α是涂层材料的热膨胀系数,ΔT是温度变化量。

注意,这个公式只适用于小温度变化范围内的计算。如果温度变化范围较大,需要考虑材料的非线性热弹性行为。

5. 使用ANSYS软件进行计算:ANSYS软件可以用于模拟和计算涂层热应力。可以使用有限元分析方法,将涂层和基底材料建模,设置温度变化条件,然后进行热应力分析。

在ANSYS中,可以使用热力学模块进行热应力分析。首先需

要定义材料的热膨胀系数和热导率等热力学参数,然后设置温度边界条件,最后进行热应力分析。

通过ANSYS软件的分析结果,可以得到涂层热应力的分布情况,包括最大应力值和应力分布图。

以上是关于ANSYS涂层热应力的详细精确的计算方法和步骤。

ANSYS热应力分析经典例题

ANSYS热应力分析经典例题

ANSYS热应力分析例题

实例1——圆简内部热应力分折:有一无限长圆筒,其核截面结构如图13—1所示,简内壁温度为200℃,外壁温度为20℃,圆筒材料参数如表13.1所示,求圆筒内的温度场、应力场分布。

该问题属于轴对称问题。由于圆筒无限长,忽略圆筒端部的热损失。沿圆筒纵截面取宽度为10M的如图1 3—2所示的矩形截面作为几何模型。在求解过程中采用间接求解法和直接求解法两种方法进行求解。间接法是先选择热分析单元,对圆筒进行热分析,然后将热分析单元转化为相应的结构单元,对圆筒进行结构分析;直接法是采用热应力藕合单元,对圆筒进行热力藕合分析。

/filname,exercise1-jianjie

/title,thermal stresses in a long

/prep7 $Et,1,plane55

Keyopt,1,3,1 $Mp,kxx,1,70

Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2

Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2

Lesize,all,,,5 $Amesh,1 $Finish

/solu $Antype,static

Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200

lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20

allsel $outpr,basic,all

solve $finish

/post1 $Set,last

/plopts,info,on

Plnsol,temp $Finish

ANSYS非稳态热分析及实例详解

ANSYS非稳态热分析及实例详解

第7 章非稳态热分析及实例详解

本章向读者介绍非稳态热分析的基本知识,主要包括非稳态热分析的应用、非稳态热分析单元、非稳态热分析的基本步骤。

本章要点

非稳态导热的基本概念

非稳态热分析的应用

非稳态热分析单元

分析的基本步骤

本章案例

钢球非稳态传热过程分析

不同材料金属块水中冷却的非稳态传热过程分析

高温铜导线冷却过程分析

7.1 非稳态热分析概述

物体的温度随时间而变化的导热过程称为非稳态导热。根据物体温度随着时间的推移而变化的特性可以区分为两类非稳态导热:物体的温度随时间的推移逐渐趋于恒定的值以及物体的温度随时间而作周期性的变化。无论在自然界还是工程实际问题中,绝大多数传热过程都是非稳态的。许多工程实际问题需要确定物体内部的温度场随时间的变化,或确定其内部温度达到某一限定值所需要的时间。例如:在机器启动、停机及变动工况时,急剧的温度变化会使部件因热应力而破坏,因此需要确定物体内部的瞬时温度场;钢制工件的热处理是一个典型的非稳态导热过程,掌握工件中温度变化的速率是控制工件热处理质量的重要因素。再例如,金属在加热炉内加热时,需要确定它在加热炉内停留的时间,以保证达到规定的中心温度。可见,非稳态热分析是有相当大的应用价值的。ANSYS 11.0及其相关的下属产品均支持非稳态的热分析。非稳态热分析确定了温度以及其它随时间变化的热参数。

7.1.1 非稳态热分析特性

瞬态热分析用于计算一个系统的随时间变化的温度场及其它热参数。在工程上一般用瞬态热分析计算温度场,并将之作为热载荷进行应力分析。

瞬态热分析的基本步骤与稳态热分析类似。主要的区别是瞬态热分析中的载荷是随时间变化的。为了表达随时间变化的载荷,首先必须将载荷-时间曲线分为载荷步。对于每一个载荷步,必须定义载荷值及时间值,同时必须选择载荷步为渐变或阶越。

ansys热膨胀

ansys热膨胀

ansys热膨胀

对 ANSYS 中几个温度术语的探讨

在 ANSYS 中进行热应力分析时,会遇到几个有关温度的术语,均匀温度 TUNIF、参考温度 TREF 等。以下,通过一些例子来探讨这些术语的具体用法。

模型 1: 100*100*100 的立方体,材料属性为:

E = 200000

μ= 0.3

α= 1.0e-5

不定义材料的参考温度。

对整个体施加温度 50 (°C),求解得到:三个方向的伸长 (绝对值) 都是 0.05,例如Ux:

理论值为:

Ux = αΔT L = 1e-5 * 50 * 100 = 0.05

计算结果与理论值为一致。

如果修改整个体的温度为 100°C,求解结果,三个方向的伸长 (绝对值) 为 0.1,也和理论值 1e-5 * 100 * 100 = 0.1 一致:

下面定义材料性能中的的参考温度和随温度变化的材料性能:首先定义参考温度为 0°C,热膨胀系数如下图:

这样做,热膨胀系数值将简化为:温度值 * 1e-7。当温度为 100°C 时,热膨胀系数应为:

100 * 1e-7 = 1e-5

三个方向的理论位移应为 0.1,计算结果如下图,与理论值一致:

将材料性能的参考温度改为 50°C:

仍施加均匀温度 100 °C,求解得到三个方向的位移都是 0.05。

以下分析一下材料的参考温度是如何起作用的:

1. 如果热膨胀系数只与施加的温度载荷值有关,与参考温度无关,当温度为 100°C 时,热膨胀系数为: 1e-4 / 1000 * 100 = 1e-5。当计算热应变的温度取为温度载荷与材料参考温度之差时,结果与理论值一致:

Ansys-第33例瞬态热分析实例一水箱

Ansys-第33例瞬态热分析实例一水箱

第33例瞬态热分析实例——水箱

本例介绍了利用ANSYS进行瞬态热分析的方法和步骤、瞬态热分析时材料模型所包含的内容,以及模型边界条件和初始温度的施加方法。

33.1概述

热分析是计算热应力的基础,热分析分为稳态热分析和瞬态热分析,稳态热分析将在后面两个例子中介绍,本例介绍瞬态热分析。

33.1.1 瞬态热分析的定义

瞬态热分析用于计算系统随时间变化的温度场和其他热参数。一般用瞬态热分析计算温度场,并找到温度梯度最大的时间点,将此时间点的温度场作为热载荷来进行应力计算。

33.1.2 嚼态热分析的步骤

瞬态热分析包括建模、施加载荷和求解、查看结果等几个步骤。

1.建模

瞬态热分析的建模过程与其他分析相似,包括定义单元类型、定义单元实常数、定义材料特性、建立几何模型和划分网格等。

注意:瞬态热分析必须定义材料的导热系数、密度和比热。

2.施加载荷和求解

(1)指定分析类型,

Main Menu→Solution→Analysis Type→New Analysis,选择Transient。

(2)获得瞬态热分析的初始条件。

定义均匀的初始温度场:Main Menu→Solution→Define Loads→Settings→Uniform Temp,初始温度仅对第一个子步有效,而用Main Menu→Solution→Define Loads→Apply→Thermal→Temperature命令施加的温度在整个瞬态热分析过程中均不变,应注意二者的区别。

定义非均匀的初始温度场:如果非均匀的初始温度场是已知的,可以用Main Menu→Solution→Define Loads →Apply→Initial Condit'n→Define即IC命令施加。非均匀的初始温度场一般是未知的,此时必须先进行行稳态分析确定该温度场。该稳态分析与一般的稳态分析相同。

ANSYS_热分析报告(两个实例)有限元热分析报告上机指导书

ANSYS_热分析报告(两个实例)有限元热分析报告上机指导书

第四讲 热分析上机指导书

CAD/CAM 实验室,USTC

实验要求:

1、通过对冷却栅管的热分析练习,熟悉用ANSYS 进展稳态热分析的根本过程,熟悉用直接耦合法、间接耦合法进展热应力分析的根本过程。

2、通过对铜块和铁块的水冷分析,熟悉用ANSYS 进展瞬态热分析的根本过程。

容1:冷却栅管问题

问题描述:本实例确定一个冷却栅管〔图a 〕的温度场分布与位移和应力分布。一个轴对称的冷却栅结构管为热流体,管外流体为空气。冷却栅材料为不锈钢,特性如下:

W/m ℃

×109 MPa

×10-5/℃

边界条件:

〔1〕管:压力:6.89 MPa

流体温度:250 ℃

对流系数249.23 W/m 2℃

〔2〕管外:空气温度39℃

对流系数:62.3 W/m 2℃

假定冷却栅管无限长,根据冷却

栅结构的对称性特点可以构造出的有限元模型如图b 。其上下边界承受边界约束,管部承受均布压力。

练习1-1:冷却栅管的稳态热分析

步骤:

1. 定义工作文件名与工作标题

1) 定义工作文件名:GUI: Utility Menu> File> Change Jobname ,在弹出的【Change

Jobname 】对话框中输入文件名Pipe_Thermal ,单击OK 按钮。

2) 定义工作标题:GUI: Utility Menu> File> Change Title ,在弹出的【Change Title 】对

话框中2D Axisymmetrical Pipe Thermal Analysis ,单击OK 按钮。

3) 关闭坐标符号的显示:GUI: Utility Menu> PlotCtrls> Window Control> Window

ansys workbench例题

ansys workbench例题

Ansys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,可以用于解决各种结构力学、流体动力学、电磁场等问题。本文将以Ansys Workbench为例,介绍一个结构力学的例题,并详细讲解解题过程。

1. 问题描述

假设有一个悬臂梁,在梁的自由端施加一个集中力,要求计算梁的应

力分布和挠度。

2. 建模

打开Ansys Workbench软件,新建一个静力学分析项目。在几何模

型中,画出悬臂梁的截面,并确定梁的长度、宽度和厚度。在材料属

性中,选择梁的材料,并输入对应的弹性模量和泊松比。在约束条件中,将梁的支座固定,模拟悬臂梁的真实工况。在外部荷载中,施加

一个与梁垂直的集中力,确定力的大小和作用位置。

3. 网格划分

在建模结束后,需要对悬臂梁进行网格划分。在Ansys Workbench 中,可以选择合适的网格划分方式和密度,以保证计算结果的准确性

和计算效率。通常情况下,悬臂梁的截面可以采用正交结构网格划分,梁的长度方向可以采用梁单元网格划分。

4. 设置分析类型

在网格划分完成后,需要设置分析类型为结构静力学。在分析类型中,可以选择加载和约束条件,在求解器中,可以选择计算所需的结果类型,如应力、应变、位移等。

5. 求解和结果分析

完成以上步骤后,可以提交计算任务进行求解。Ansys Workbench软件会自动进行计算,并在计算完成后给出计算结果。在结果分析中,

可以查看悬臂梁的应力分布图和挠度图,进一步分析梁的受力情况和

变形情况。

6. 参数化分析

除了单一工况下的分析,Ansys Workbench还可以进行参数化分析。用户可以改变材料属性、外部加载、几何尺寸等参数,快速地进行批

ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例

当一个结构加热或冷却时,会发生膨胀或收缩。如果结构各部分之间膨胀收缩程度不同,与结构的膨胀、收缩受到限制,就会产生热应力。

7.1热应力分析的分类

ANSYS提供三种进行热应力分析的方法:

在结构应力分析中直接定义节点的温度。如果所以节点的温度已知,则可以通过命令直接定义节点温度。节点温度在应力分析中作为体载荷,而不是节点自由度

间接法。首先进行热分析,然后将求得的节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中。

直接法。使用具有温度与位移自由度的耦合单元,同时得到热分析与结构应力分析的结果。

如果节点温度已知,适合第一种方法。但节点温度一般是不知道的。对于大多数问题,推荐使用第二种方法—间接法。因为这种方法可以使用所有热分析的功能与结构分析的功能。如果热分析是瞬态的,只需要找出温度梯度最大的时间点,并将此时间点的节点温度作为荷载施加到结构应力分析中去。如果热与结构的耦合是双向的,即热分析影响结构应力分析,同时结构变形又会影响热分析(如大变形、接触等),则可以使用第三种直接法

重新进入前处理,将热单元转换为相应的结构单元,表7-1是热单元与结构单元的对应表。可以使用菜单进行转换:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Switch Element Type,选择Thermal to Structual。

但要注意设定相应的单元选项。例如热单元的轴对称不能自动转换到结构单元中,需要手工设置一下。在命令流中,可将原热单元的编号重新定义为结构单元,并设置相应的单元选项。

ANSYS作业-换热管的热分析

ANSYS作业-换热管的热分析
3、定义工作文件名:执行 Utility Menu⟶File⟶Change Jobname 命令, 弹出 Change Jobname 对话框,如图 2 所示。在弹出的对话框中输 入 Pipe-thermal,单击 OK 按钮。
图 2 Change Jobname 对话框 4、定义工作标题:执行 Utility Menu⟶File⟶Change Title 命令,弹出
3
图 1 换热管的结构 由上述结构分析可知,由于其结构、约束以及载荷都具有对称性,因而只需 要取其四分之一进行分析。
第一部分 换热管节点温度分布
一、 启动以及初始化设置
1、建立一个文件夹:在电脑合适地方建立一个文件夹用来存储 ANSYS 文件,取名为“方瑛 ANSYS 大作业”。
2、启动 ANSYS:Start ⟶ Programs ⟶ ANSYS13.0⟶Mechanical APDL(ANSYS)
Change Title 对话框,如图 3 所示。在弹出的对话框中输入 Temperature Distribution in heat-exchange pipe,单击 OK 按钮。
4
图 3 Change Title 对话框 5、关闭坐标符合的显示:执行 Utility Menu⟶PlotCtrls/Window
5
Properties for Material 1 对话框,如图 6 所示,在 EX 后面输入 1.73e11,在 PRXY 后面输入 0.3,单击 OK 按钮;然后再次连续点击 Thermal Expansion⟶Secant Coefficient⟶Isotropic,出现如图 7 所示的对话框,在 ALPX 后面输入 17.79e-6,单击 OK 按钮;然后 再次连续点击 Thermal⟶Conductivity⟶Isotropic 命令,弹出 Conductivity for Material Number 1 对话框,如图 8 所示。在 KXX 文本框中输入 15.1,单击 OK 按钮,这样就完成了对材料 1(设定为 管板材料)的属性设置。

热-应力耦合分析(稳态热分析)

热-应力耦合分析(稳态热分析)

实验十三热-应力耦合分析(稳态热分析)

(一)实验目的

1.熟悉并掌握ANSYS软件的使用方法;

2.掌握如何利用ANSYS进行热-应力耦合分析(稳态热分析);

(二)实验设备及工具

安装有ANSYS软件的计算机

(三)实验问题描述

温度的分布不均会导致部件内部产生热应力,在结构分析中常会遇到需要考虑温度场对应力分布影响的情况。特别在进行各类燃机的部件,如航空发动机的涡轮盘、叶片等的强度计算分析时通常要考虑热问题。各类输送管道由于内外温度不同也会产生热应力。另外材料的性能和其温度是相关的,不同的温度下其性能通常不同,这也会造成部件应力分布的变化。1。问题描述

一无限长的截面形状和尺寸如图12.1所示的厚壁双层圆管,其内、外层温度分别为Ti和To,材料数据和边界条件如表12.1所示,利用ANSYS程序来求解圆管沿径向的温度分布情况,并求解圆管内沿径向和周向的应力情况。

图12.1 双层管道的截面图

表12.1 材料性能参数表

材料编号热导率(W/mm.℃) 弹性模量

(MPa)泊松比热膨胀系数(-

℃-1)

1(钢),内

0.0234 2.05E5 0.3 1 0.3 2

(铝) ,外层0.152 0.63E5 0.33 2 0.7从上面描述的问题可以看出,本实验属于轴对称问题,可以采用轴对称方法来进行分析。同时本问题为典型的热-应力耦合问题,可以采用间接法顺序耦合分析的一般步骤进行分析。因为管道为无限长,故建立模型时轴向尺寸可以是任意大于零的值,且将其一边轴向约束,一边所有节点轴向自由度耦合。

(四)实验步骤

1. 建立模型

ANSYS热应力分析实例解析

ANSYS热应力分析实例解析

6
设置材料属性
1.给定材料的导热系数40W/(m·℃) 。
Main Menu> Preprocessor> Material Props> Material Models
7
建立实体模型(国际单位制)
1. 创建矩形A1:x1,y1(0,0)、x2,y2(0.01,0.07) MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions 2. 创建矩形A2:x1,y1(0,0.05)、x2,y2(0.08,0.07) 3.显示面的编号 Utility Menu>PlotCtrls>Numbering 4. 对面A1和A2进行overlap操作 Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans> Overlap>Areas
23
双击“Thermal Expansion、Secant Coefficient、Isotropic”。
24
输入热膨胀系数为15e-6,参考温度20。
25
施加载荷
1.施加温度载荷。 Main Menu>Preprocessor>Loads>Define Loads>Apply>Structural>Temperature>From Therm Analy

热应力仿真案例

热应力仿真案例

热应力仿真案例

热应力仿真是一种模拟材料或结构在温度变化时由于热膨胀系数不均匀、受约束条件限制而产生的内部应力的方法。以下是一些使用不同软件进行热应力仿真的案例:

1. **ANSYS Workbench 热应力简单案例**:

- 当设备由不同热膨胀系数的材料组成时,即使各部分温度相同,冷却或加热过程中也会因为各材料不同的膨胀和收缩特性导致内部应力。在Ansys Workbench中,可以建立多材料模型,施加温度边界条件,通过热固耦合分析(Thermal-Stress Analysis)来计算和可视化这种应力分布。

2. **PCB及封装结构热应力协同仿真**:

- 在电子设计领域,使用SIwave等工具可以对印刷电路板(PCB)以及芯片封装结构进行热应力协同仿真。例如,当电子器件工作发热时,结合温度场与结构力学分析,预测高温下PCB层间、焊点、封装材料等部位的热应力,防止因热疲劳导致的失效问题。

3. **ANSYS激光焊接过程热应力仿真应用**:

- 使用Ansys Workbench可以模拟激光焊接过程中的温度演化和伴随的热应力生成。通过对焊接接头几何模型进行详细的网格划分,并定义焊接工艺参数(如功率、扫描速度等),能够得出焊接过程中的瞬态温度场和应力场分布,为优化焊接工艺、减少焊接变形提供依据。

4. **ABAQUS热应力分析实例**:

- 以刹车盘为例,在Abaqus中可以模拟刹车过程中由于剧烈摩擦产生的热量导致刹车盘快速升温,进而产生热应力的情况。通过设置材料属性、接触条件、热源分布和边界条件,求解出刹车盘内部的温度分布和由此产生的热应力,有助于评估其热安全性及疲劳寿命。

ANSYS Example07热-结构耦合分析算例 (ANSYS)

ANSYS Example07热-结构耦合分析算例 (ANSYS)
(5)下面划分网格,由于本模型只有一种单元一种材料,所以不必复杂的设置属性。进入ANSYS主菜单Preprocessor->Meshing->Size Cntrls->ManualSize->Global->Size,在Global Element Size窗口中设置单元尺寸为0.5。在ANSYS主菜单Preprocessor->Meshing->Mesh->Areas,点选圆环进行网格划分
k,3,0,5
k,4,8,
k,0,6
k,5,0,8
larc,2,3,1,5
larc,4,5,1,8
l,2,4
l,3,5
al,1,2,3,4
esize,0.5
amesh,all
!!!!!!!!!!!!!
FINISH
/SOL
!*
ANTYPE,0
DL,1, ,TEMP,1000,0
DL,2, ,TEMP,20,0
(11)输入位移边界条件,进入ANSYS主菜单Solution-> Define Loads-> Apply-> Structural-> Displacement-> On Lines,在直线3上约束Y方向自由度,在直线4上约束X方向自由度。
(12)最后将前面热分析的温度应力分布读入当前的分析工况,进入ANSYS主菜单Solution->Define Loads->Apply->Structural->Temperature->From Therm Analy,从前面的热分析结果(Jobname.rth)文件中读取热分析结果,如果设定的分析项目名称为case07的话,则热分析结果的文件名为case07.rth,如图所示。

ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例

ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件,可以对复杂的

物理系统进行分析。其中之一的热应力分析可以用于评估材料在温度变化

下的变形和应力分布情况。下面将给出一个ANSYS热应力分析实例进行详

细说明。

实例场景描述:

假设我们有一个高温容器,容器由一种特定材料制成,在加热的过程中,容器内的温度会达到1500°C,我们希望了解容器在这种高温下的变

形和应力情况。

实例步骤:

1.创建几何模型

首先,我们需要在ANSYS中创建几何模型。可以通过几何建模软件

(如SolidWorks)创建一个容器的3D模型,然后将该模型导入ANSYS中。确保在导入模型时尽量保留几何体的完整性。

2.定义材料属性

在进行热应力分析之前,需要提前定义材料的热力学性质。对于我们

的实例中的容器材料,需要知道其热导率、热膨胀系数、Young弹性模量

和泊松比等参数。这些参数可通过材料手册或实验测试获得。

3.设置边界条件

在ANSYS中,我们需要设置边界条件以模拟实际工作环境。对于本实例,我们需要设置容器表面的边界条件为1500°C,同时设置容器底部为

固定边界,以防止其在分析过程中移动。

4.进行热传导分析

在进行热应力分析之前,需要进行热传导分析。在这一步骤中,我们

需要使用热传导方程计算材料内部的温度分布情况。这些结果将作为后续

热应力分析的输入。

5.进行热应力分析

在得到热传导分析的温度分布结果后,我们可以开始进行热应力分析。在这一步骤中,ANSYS会根据材料的热膨胀系数计算出由温度变化引起的

应变,并进一步计算出引起的应力分布。通过这些结果,我们可以了解容

ANSYS 14.0 实例 热障涂层的热应力分析

ANSYS 14.0 实例 热障涂层的热应力分析

/PREP7R1=0.002H1=0.002H2=0.0001H3=0.00025ET,1,PLANE223KEYOPT,1,1,11 KEYOPT,1,3,2!定义基体的材料参数MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,20 MPTEMP,2,200MPTEMP,3,400MPTEMP,4,600MPTEMP,5,800MPTEMP,6,1000 MPTEMP,7,1100 MPDATA,EX,1,,220E9 MPDATA,EX,1,,210E9 MPDATA,EX,1,,190E9 MPDATA,EX,1,,170E9 MPDATA,EX,1,,155E9 MPDATA,EX,1,,130E9 MPDATA,EX,1,,120E9 MPDATA,PRXY,1,,0.31 MPDATA,PRXY,1,,0.32 MPDATA,PRXY,1,,0.33 MPDATA,PRXY,1,,0.33 MPDATA,PRXY,1,,0.34 MPDATA,PRXY,1,,0.35 MPDATA,PRXY,1,,0.35 UIMP,1,REFT,,,20MPDATA,ALPX,1,,1.48E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.52E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.56E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.62E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.69E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.75E-5 MPDATA,ALPX,1,,1.8E-5 TB,BKIN,1,1,2,1 TBTEMP,0TBDATA,,450e6,2e9,,,, MPDATA,KXX,1,,88MPDATA,KXX,1,,73.3MPDATA,KXX,1,,59.5MPDATA,KXX,1,,62MPDATA,KXX,1,,65MPDATA,KXX,1,,68.1MPDATA,KXX,1,,69!定义粘结层的材料参数MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,20 MPTEMP,2,200MPTEMP,3,400MPTEMP,4,600MPTEMP,5,800MPTEMP,6,1000 MPTEMP,7,1100 MPDATA,EX,2,,200E9 MPDATA,EX,2,,190E9 MPDATA,EX,2,,175E9 MPDATA,EX,2,,160E9 MPDATA,EX,2,,145E9 MPDATA,EX,2,,120E9 MPDATA,EX,2,,110E9 MPDATA,PRXY,2,,0.30 MPDATA,PRXY,2,,0.30 MPDATA,PRXY,2,,0.31 MPDATA,PRXY,2,,0.31 MPDATA,PRXY,2,,0.32 MPDATA,PRXY,2,,0.33 MPDATA,PRXY,2,,0.33 UIMP,2,REFT,,,20MPDATA,ALPX,2,,1.36E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.42E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.46E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.52E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.61E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.72E-5 MPDATA,ALPX,2,,1.76E-5 MPDATA,KXX,2,,5.8MPDATA,KXX,2,,7.5MPDATA,KXX,2,,9.5MPDATA,KXX,2,,12MPDATA,KXX,2,,14.5MPDATA,KXX,2,,16.2MPDATA,KXX,2,,17TB,BKIN,2,1,2,1 TBTEMP,0TBDATA,,550e6,1.5e9,,,, !定义陶瓷的材料参数MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,20 MPTEMP,2,200MPTEMP,3,400MPTEMP,4,600MPTEMP,5,800MPTEMP,6,1000 MPTEMP,7,1100 MPDATA,EX,3,,200E9 MPDATA,EX,3,,190E9 MPDATA,EX,3,,175E9 MPDATA,EX,3,,160E9 MPDATA,EX,3,,145E9 MPDATA,EX,3,,120E9 MPDATA,EX,3,,110E9 MPDATA,PRXY,3,,0.10 MPDATA,PRXY,3,,0.10 MPDATA,PRXY,3,,0.10 MPDATA,PRXY,3,,0.11 MPDATA,PRXY,3,,0.11 MPDATA,PRXY,3,,0.12 MPDATA,PRXY,3,,0.12 UIMP,1,REFT,,,20MPDATA,ALPX,3,,0.9E-5 MPDATA,ALPX,3,,0.92E-5 MPDATA,ALPX,3,,0.96E-5 MPDATA,ALPX,3,,1.01E-5 MPDATA,ALPX,3,,1.08E-5 MPDATA,ALPX,3,,1.17E-5 MPDATA,ALPX,3,,1.22E-5 MPDATA,KXX,3,,1.956MPDATA,KXX,3,,1.834MPDATA,KXX,3,,1.736MPDATA,KXX,3,,1.627MPDATA,KXX,3,,1.634MPDATA,KXX,3,,1.681MPDATA,KXX,3,,1.700TB,CREE,3,1,3,10TBTEMP,0TBDATA,,9.3e-15,0.48,0,,,CYL4,0,0,R1,0,R1+H1,90 CYL4,0,0,H1+R1,0,H1+R1+H2,90CYL4,0,0,H1+R1+H2,0,H1+R1+H2+H3,90AGLUE,ALLMAT,1ESIZE,0.0001,0, MSHKEY,1AMESH,1MAT,2ESIZE,0.00005,0, AMESH,4MAT,3ESIZE,0.0001,0, AMESH,5/SOL ANTYPE,4NLGEOM,1TRNOPT,FULL DL, 2, ,SYMM DL,

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

ANSYS热应力分析例题

实例1圆简内部热应力分折:

有一无限长圆筒,其核截面结构如图13—1所示,简内壁温度为200℃,外壁温度为20℃,圆筒材料参数如表13.1所示,求圆筒内的温度场、应力场分布。

该问题属于轴对称问题。由于圆筒无限长,忽略圆筒端部的热损失。沿圆筒纵截面取宽度为10M的如图13—2所示的矩形截面作为几何模型。在求解过程中采用间接求解法和直接求解法两种方法进行求解。间接法是先选择热分析单元,对圆筒进行热分析,然后将热分析单元转化为相应的结构单元,对圆筒进行结构分析;直接法是采用热应力藕合单元,对圆筒进行热力藕合分析。

/filname,exercise1-jianjie

/title,thermal stresses in a long

/prep7 $Et,1,plane55

Keyopt,1,3,1 $Mp,kxx,1,70

Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2

Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2

Lesize,all,,,5 $Amesh,1 $Finish

/solu $Antype,static

Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200

lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20

allsel $outpr,basic,all

solve $finish

/post1 $Set,last

/plopts,info,on

Plnsol,temp $Finish

/prep7 $Etchg,tts

Keyopt,1,3,1 $Keyopt,1,6,1

Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28

Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,all

Lsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,all

Allsel $Finish

/solu $Antype,static

D,all,uy,0 $Ldread,temp,,,,,,rth

Allsel $Solve $Finish

/post1

/title,radial stress contours

Plnsol,s,x

/title,axial stress contours

Plnsol,s,y

/title,circular stress contours

Plnsol,s,z

/title,equvialent stress contours

Plnsol,s,eqv $finish

/filname,exercise1-zhijie

/title,thermal stresses in a long

/prep7 $Et,1,plane13

Keyopt,1,1,4 $Keyopt,1,3,1

Mp,ex,1,220e9 $Mp,alpx,,1,3e-6 $Mp,prxy,1,0.28

MP,KXX,1,70

Rectng,0.1,0.15,0,0.01 $Lsel,s,,,1,3,2

Lesize, all,,,20 $Lsel,s,,,2,4,2

Lesize,all,,,5 $Amesh,1

Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $Cp,8,ux,all

Lsel,s,,,2 $Nsll,s,1 $Cp,9,ux,all

ALLSEL $Finish

/solu $Antype,static

Lsel,s,,,4 $Nsll,s,1 $d,all,temp,200

lsel,s,,,2 $nsll,s,1 $d,all,temp,20

allsel $outpr,basic,all

solve $finish

/post1 $Set,last

/plopts,info,on

Plnsol,temp

/title,radial stress contours

Plnsol,s,x

/title,axial stress contours

Plnsol,s,y

/title,circular stress contours

Plnsol,s,z

/title,equvialent stress contours

Plnsol,s,eqv $finish

实例2冷却栅管的热应力分析

图中为一冷却栅管的轴对称结构示意图,其中管内为热流体,温度为200℃,压力为10Mp,对流系数为110W/(m2•℃);管外为空气,温度为25℃,对流系数为30w/(mz.℃)。栅管材料参数如表13—2所示,求栅管内的温度场和应力场分布。

根据对称性,并在图示边界线段上施加对称边界约束,进行热应力分析求解。

FINISH $/CLEA

/filname,exercise2

/title,thermal stresses in an axisymmetrical pipe

/prep7 $et,1,plane13 $Keyopt,1,1,4

mp,ex,1,200e9 $Mp,alpx,1,1.5e-5

mp,prxy,1,0.3 $mp,kxx,1,30

rectang,0.12,0.16,0,0.07 $ rectang,0.16,0.4,0.025,0.045 $ rectang,0.38,0.4,0.015,0.055

k,100,0.15,0.055 $k,101,0.15,0.015

相关文档
最新文档