ANSYS 温度场分析 - 360文档中心

基于ANSYS活塞有限元温度场的分析与研究

第一章绪论1.1内燃机活塞组有限元研究的背景和意义内燃机是目前世界上应用最广泛的热动力装置，它主要利用燃料燃烧释放出的热能产生有用的机械能做功。

经历了百余年的发展，内燃机领域己经取得了长足的进步。

在现今的社会中，几乎所有的交通工具均以内燃机做其核心的动力源。

回溯整个20世纪，内燃机技术的成熟推动了整个人类社会向前进步，其广泛的应用也造就了这个世纪的繁荣。

随着各种新技术的研究成果应用到发动机设计过程中，以及愈来愈严格的排放法规的现在，发动机正想着高转速，高功率和低油耗的方向发展。

功率的提高必然带来一些负面的影响。

如加重了活塞的热负荷，使得活塞的温度超过活塞材料所能承受的味道，大大降低了活塞磁疗的强度，严重时可能活塞会出现龟裂甚至烧损。

缸内爆发压力增加是活塞和缸体，缸盖承受的接卸符合增大。

可能导致活塞和缸体缸盖因强度不足而产生破坏。

此外压力升高率过大时，会产生敲缸现象，增加发动机的燃烧噪声，当提高发动机的转速以增大发动机的功率时，各个运动部件的惯性力也随着增加，使得活塞销和活塞销座的受力问题更为突出。

缸体对活塞的支撑力也增大。

于是发动机的噪声问题成为整车噪声中的主要问题【21】。

尽管转速的自己可以减少发动机的传热损失，但却同时造成发动机的NOx排放增加，在排放法规要求日益严格的今天，这一问题的得与失显得要慎重考虑。

不仅如此，还会造成摩擦损失的增加。

在满足发动机高功率设计的同时，必须要考虑发动机的温度和强度方面的要求。

发动机是一切动力装置的新章，而作为发动机关键部件的活塞又是重中之重，活塞热负荷和热强度问题的解决常常是提高征集技术水平的关键，直接影响内燃机工作可靠性和耐久性。

为了减少发动机的整机重量和提高功率，中小型柴油机几乎都采用铝合金作为材料，为了减少活塞的传热和热负荷，人们正尝试使用陶瓷作为活塞的材料。

有限元法是当今工程分析中应用最广泛的数值计算方法。

由于它的通用性和有效性，受到工程技术界的高度重视。

基于Ansys的机械密封环温度场分析

ＡｎｌｓｓｏｍｐｅａｕｒｅｄｏｅｈａｉａｃｅｌｉｇＡｎｙａｙｉｎＴｅｒｔｅＦｉｌｆＭｃｎｃｌＦａｅＳａｓＵｓｎｓｓ
ＳｈａｉｎＨｕＹｕｉａｎＸｉｏｌｇａＩ
（ｒｅｏｏｅｅＮｒｗｓＰｌｅｈｉｌｎｅｓｙＸ ’ ｎＳａｎｉ１０２ＣｉａＭａｎｆｌｇ，ｏｈｅｔｏｔｎａＵｉｒｔ，ｉａｈａｘ７０７，ｈｎ）ｉＣｌｔｙｃｅｖｉ
单晓亮胡欲立
陕西西安７０７）０２１
（北工业大学航海学院西
摘要：在合理的假设条件下，建立了机械密封环温度场的数学模型，利用有限元分析软件Ａｓｓ．算了特定工ｎｙ０计８况下的机械密封环的温度场，得到了端面温度的分布规律及密封环内温度沿轴向的变化趋势，并讨论了几个重要参数，发现导热系数对端面温度影响显著，密封端面温度随密封介质压力和主轴转速近似呈线性变化。关键词：机械密封；稳态温度场；数学模型；有限元法中图分类号：Ｔ１７１文献标识码：Ａ文章编号：２４— １０（０６Ｈ１．０５０５２０）９—１６— １４滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｓｐ２０ｅ．０６
第９期（总第１１）８期

ANSYS温度场分析步骤

基于ANSYS12.0的钢板加热过程分析
一．问题描述
2000mm*2000mm*100mm的钢板，初始温度为20℃，放入温度为1120℃的加热炉内加热,已知其换热系数125W/㎡*K，钢板的比热为460J/kg*℃，密度为7850kg/m ³，导热系数为50W/m*K，计算钢板1800s后的温度场分布。

二．问题分析
此问题属于热瞬态分析（载荷随时间变化），选用SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。

SOLID70——三维热实体，具有8各节点，每个节点一个温度自由度。

该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题。

三．操作步骤
1.定义分析文件名
Utility Menu>File>Change Jobname，输入Example。

2.定义单元类型
Main Menu>Preprocesor>Element Type>Add/Edit/Delete,选择SOLID70三维六面体单元进行有限元分析。

3.定义材料属性
①传导系数
②材料密度
③材料比热
4.建立几何模型
5.设置单元密度
6.划分单元
7.施加对流换热载荷
8.施加初始温度
9.设置求解选项
10.温度偏移量设置
11.输出控制
12.存盘
13.求解
14.显示温度场分布云图
四．总结
本例介绍了应用ANSYS对钢板加热过程进行瞬态热分析的基本步骤，应用此方法可对各种零件加热过程的温度
场分布进行分析。

基于Ansys的永磁同步电机温度场分析

近些年来，由于永磁同步电机在工农业的生产生活中应用越来越广泛，关于永磁同步电机的各类问题也越来越引起人们的重视．由于电机的应用逐渐广泛，电机的负载逐渐增大，电机运行时的损耗也逐渐增加，导致电机内部温升也同时增大．而过高的温升容易使得电机部件出现过早老化的现象，所以电机内部温升是电机设计中必须考虑的参数．因此，电机的发热问题也引起了人们的重视．但是由于电机内部结构复杂、磁场分布不均匀等因素，使得人们对于电机内部温度场分布的认识大多停留于公式计算出的电机温升得平均值，而没有具体到电机的温度分布规律．但利用Ａｎｓｙｓ有限元分析软件，可以模拟出电机内部温度场的分布情况，从而解决这一问题．本文通过Ａｎｓｙｓ软件中的热分析模块，对实际电机温度场进行二维分析，得出温度分布云图，模拟电机在运行过程中温度场分布隋况．
摘要：利用Ａｎｓｙｓ￣－ｆ限元分析软件对永磁同步电机的平面二维模型进行温度场分析，将分析得到的结果与理
论计算结果进行比较，寻找出一种有效的计算电机温度场的方法．
关键词：永磁同步电机；Ａｎｓｙｓ软件；瞬态热分析；温度场
中图分类号：ＴＭ３４１
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９５—２４８１（２０１３）０２．０１３８．０３
第２５卷第２期２０１３年５月
宁德师范学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｉｎｇｄｅＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）
Ｖｏｌ＿２５Ｎｏ．２Ｍａｙ２０１３
基于Ａｎｓｙｓ的永磁同步电机温度场分析

基于ANSYS的温度场仿真分析

测试实验，来判定绝缘材料的绝缘性能。因此，有必要研究恒温
式中：［Ｃ］为比热矩阵，考虑系统内能的增加：［Ｋ］为传导矩
阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；｛Ｔ｝为节点温
度向量；｛Ｔ｝为温度对时间的导数；｛Ｑ（ｔ）｝为节点热流率向量，包含热生成。温度箱中温度场的热分析属于瞬态热传导过程。
绝缘材料在高温条件下长期运行会造成热老化，使绝缘性能下降，在高压作用下易击穿。为进一步研究绝缘材料热老化特性，需将绝缘材料放置在温度箱内长时间加热，再进行绝缘特性
元类型、定义材料相
导热系数比热容
（Ｗｌｍ・ｘ、Ｊ／ｋｇ ‘ Ｋ
０．１２１０３０
生热率
Ｗ／ｍ３
密度
ｋｇ／ｍ
１．２型通用有限元分析软件，能够进行机械应
１０４
基于ＡＮＳＹＳ的温度场仿真分析
基于ＡＮＳＹＳ的温度场仿真分析
ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
潘从芳娄毅蔺红张起瑞杨一胡贺明
（新疆大学电气工程学院，新疆鸟鲁木齐８３００４７）

基于AnsysWorkbench雅阁ISG温度场仿真分析

基于AnsysWorkbench雅阁ISG温度场仿真分析本文基于Ansys Workbench对雅阁ISG的温度场进行了仿真分析。

ISG是内燃机启动器和发电机的组合装置，也称为轴承式起动机（Starter Generator，简称SG），是目前汽车发动机的“绿色”起动技术之一。

首先，我们需要构建ISG的三维模型，并设置ISG工作时的工况条件，包括工作电流、转速等。

然后，我们将模型导入Ansys Workbench中，通过选择热传导法，建立ISG的温度场分析。

在分析过程中，我们可以将ISG的温度场分为静态和动态两种情况进行分析。

其中，静态分析主要用于分析ISG在静止状态下的温度分布情况，而动态分析则可以直观地反映ISG在工作状态下的温度场分布情况。

通过静态分析，我们可以发现ISG在不同位置的温度分布存在一定的差异。

其中，发电机部分温度分布状态相对均匀，而起动机部分温度分布则表现出较强的集中性，这主要是由于起动机部分工作时电磁场的分布差异所导致的。

而通过动态分析，我们可以得知ISG在不同工作状态下的温度分布情况也会有所不同。

例如，在高负载状态下，ISG的温度分布相对均匀而稳定，在低负载状态下则出现温度分布的不均匀性。

最后，我们可以对ISG的改进进行模拟分析，以寻找最优的改进方案。

例如，可以通过对ISG内部的散热结构进行优化设计，以提高ISG的散热效率并减少温度的集中分布。

综上所述，通过Ansys Workbench的仿真分析，我们可以深入研究ISG的温度场分布情况，并寻找最优的改进方案，以提高ISG的效率和稳定性。

此外，在ISG使用过程中，温度对于ISG的运行状态有着重要的影响。

温度过高会导致ISG内部元件的热膨胀而失去原本的机械性能，从而导致ISG的故障或损坏，进一步影响到整个发动机的运行状态。

因此，在ISG的设计过程中，需要考虑机械结构和散热系统的优化，以确保其能够承受各种环境下的温度影响而稳定运行。

Ansys Workbench在电机温度场分析的实际运用

Ansys Workbench在电机温度场分析的实际运用摘要：温升高是电机最为主要的故障原因，而电机的种类很多，不同种类有着多种多样冷却方式，因此，电机的温度分析较为复杂，传统方法是以热负荷作为基准根据试验结果类比电机的设计温升，对于一些特殊结构的电机，热负荷类比法就不能满足设计需要。

采用Ansys Workbench仿真软件通过FEA有限元分析（Finite Element Analysis），可以对特殊结构电机定转子热源分布、以及传导、对流、辐射等要素进行网格化分析。

本文以具体案例的设计分析过程，论述Ansys Workbench稳态温度场在电机设计中的实际运用。

关键词：温升电机温度场有限元Ansys1引言我们以一台低压变频异步电动机YVF400-6-315KW、380V、50HZ为研究对象，对其定转子温度场进行仿真分析，对比求解结果与最后型式试验的偏差，从而验证Ansys Workbench仿真软件在特殊电机设计的实际运用。

电动机主要的设计参数如下：2 2D建模2.1 在Ansys Workbench程序界面下，通过ToolBox,进入稳态温度分析Steady-state-Thermal工作平台；2.2 在Steady-state-Thermal工作平台点取Geometry进行几何形状设置；或者在Analysis Systems树状下右侧窗口，右键选取Geometry--Import导入定子或转子三维部件的stp、sat、step等格式；2.3 在Steady-state-Thermal工作平台右键选取Geometry-第二行Edit Geometry in DesignModeler----可进入DM-右键点取Import1，选取生成-Generate；可获得每个部件的建模信息。

3、材料设置3.1 回到workbench对第三行Model右键Edit---进入Mechancial Enterprise机械单元,在Outline下的Model点取Geometry项下的每个零部件，左下表格中可以查看体积、面积、重量，并且设置材料名称、密度、热导率等；3.2 定转子材料设置，40度左右的热导率按下表：4、划分网格在workbench对第三行Model右键Edit进入Mechancial Enterprise机械单元，菜单栏点取Generate Mesh ，在树状mesh下表格relevance设置网格的相关属性，数字越小，节点和单元数越少。

ANSYS温度场分析步骤

ANSYS温度场分析步骤ANSYS是一个计算机辅助工程软件，用于各种工程应用，包括温度场分析。

温度场分析主要是用于研究物体或系统内部的温度分布和传热过程，可以帮助工程师设计和改进各种设备和系统。

下面是ANSYS温度场分析的步骤：1.准备工作：在进行温度场分析之前，首先需要准备好相关的几何模型和网格模型。

几何模型可以由CAD软件创建，而网格模型则需要使用ANSYS的网格生成工具进行网格划分。

在划分网格时，需要根据物体的几何形状和分析需求选择适当的划分网格的密度。

2.定义材料属性：在进行温度场分析之前，需要定义材料的热传导特性。

在ANSYS中，可以通过输入材料的热导率、热容和密度来描述材料的热性能。

3.设置边界条件：在进行温度场分析时，需要设置边界条件来模拟实际工况。

边界条件包括：初始温度、加热或冷却速率、边界热通量以及固定温度等。

这些条件将对温度场分析结果产生重要影响，需要根据实际情况进行合理设置。

4.定义物理模型：在进行温度场分析之前，需要定义物理模型，包括所分析的物体的几何形状和边界条件。

在ANSYS中，可以通过绘制几何模型和设置边界条件来定义物理模型。

5.进行温度场分析：在完成前面的准备工作后，就可以进行温度场分析了。

在ANSYS中，可以使用热传导分析模块来进行温度场分析。

热传导分析模块可以通过求解热传导方程来计算温度场的分布。

分析结果可以包括温度场分布图、热通量分布图等。

6.分析结果的后处理：在进行温度场分析之后，需要对分析结果进行后处理。

后处理包括对温度场分布图进行可视化分析，并进行更详细的结果解释。

可以通过ANSYS提供的后处理工具来进行分析结果的可视化。

7.结果验证和优化：在进行温度场分析之后，可以对分析结果进行验证和优化。

验证可以通过与实际测量数据进行对比来确定模型的准确性和可靠性。

优化则可以通过调整边界条件、几何形状或材料属性等来提高设计的性能。

总结：ANSYS温度场分析是一个非常强大和灵活的工程分析工具，可以用于各种工程应用。

Ansys有限元分析温度场模拟指导书

实验名称：温度场有限元分析一、实验目的1. 掌握Ansys分析温度场方法2. 掌握温度场几何模型二、问题描述井式炉炉壁材料由三层组成，最外一层为膨胀珍珠岩，中间为硅藻土砖构成，最里层为轻质耐火黏土砖，井式炉可简化为圆筒，筒内为高温炉气，筒外为室温空气，求内外壁温度及温度分布。

井式炉炉壁体材料的各项参数见表1。

表1 井式炉炉壁材料的各项参数三、分析过程1. 启动ANSYS，定义标题。

单击Utility Menu→File→Change Title菜单，定义分析标题为“Steady-state thermal analysis of submarine”2.定义单位制。

在命令流窗口中输入“/UNITS, SI”，并按Enter 键3. 定义二维热单元。

单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 菜单，选择Quad 4node 55定义二维热单元PLANE554.定义材料参数。

单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models菜单5. 在右侧列表框中依次单击Thermal→Conductivity→Isotropic，在KXX文本框中输入膨胀珍珠岩的导热系数0.04，单击OK。

6. 重复步骤4和5分别定义硅藻土砖和轻质耐火黏土砖的导热系数为0.159和0.08，点击Material新建Material Model菜单。

7.建立模型。

单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→By Dimensions菜单。

在RAD1文本框中输入0.86，在RAD2文本框中输入0.86-0.065，在THERA1文本框中输入-3，在THERA2文本框中输入3，单击APPL Y按钮。

8.重复第7步，输入RAD1=0.86-0.065，RAD2=0.86-0.245，单击APPL Y；输入RAD1=0.86-0.245，RAD2=0.86-0.36，单击OK。

基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析

基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析当系统处于冻结状态时，物理量如温度场的变化是很重要的，而且从环境以及与之有关的实际工程中也有重要的应用。

有限元分析（FEM）已经广泛应用于分析研究冻结状态下物理量（如温度场）的变化。

本文将使用ANSYS软件（Finite element Analysis， FEA），在研究有限元技术在冻结过程中温度场分析方面的应用，以期确定不同材料和环境条件下冻结深度的影响。

背景知识冻结是一种特定的过程，在冻结过程中，温度将从最初的正温度（或特定的高温）下降。

如果材料热容量非常大，则温度将减少得很慢。

为了研究这种情况，需要使用有限元（FE）分析法以及ansys软件。

ANSYS软件是一款专门用于多物理场仿真研究的一款商业有限元分析软件。

它利用有限元（FE）分析方法来模拟多物理场耦合系统，比如流体力学、热传导、振动、结构分析等等。

方法本文使用ANSYS软件，进行有限元分析，研究冻结过程中的温度场变化。

在该研究中，我们采用了一种简单的工程模型，模拟一个椭圆形的铝层被覆盖在玻璃表面上，而后又覆盖上一层塑料，当外界环境温度降到零度时，在这三层材料之间发生冻结过程。

结果本研究发现，当外部温度以1°C/h的速率下降时，层之间的温度发生了很大的变化，塑料层内部温度比玻璃表面温度还要低，而铝层内部温度比塑料层内部温度更低。

当外部温度降到-20°C时，塑料层内部温度降至-20.1°C，而铝层内部温度降至-20.4°C。

结论与展望实验研究表明，不同的材料条件和环境条件对冻结深度有很大的影响，玻璃表面温度会受到材料良好的导热性能的改善，而塑料层内部温度会降低得更深，其冻结深度也会较铝层内部温度更低。

本文研究表明，采用有限元分析法，可以较好地分析冻结过程中温度场的变化，因此，该技术在冻结深度研究方面是非常有用的，可以有效地解决实际工程中面临的问题。

总结本文以《基于ANSYS的冻结过程中温度场的有限元分析》为标题，通过使用ANSYS软件，以及有限元分析方法，研究冻结过程中不同材料和环境条件下温度场的变化情况。

基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析

ｓｏｃｉｉｇｉｎｍａｈｎｎ．
Ｋｅｙｗｏｄｓ：ＣＮＣ；ＭｏｏｚｄＳｉｄｅ；ＴｅｅａｕｅＦｅｄ；Ｓｍｕａｉｎ；ＡＮＳｒｔｒｅｐｎｌｉｍｐｒｔｒｉｌｉｌｔｏＹＳ
制造技术的发展对数控机床的精度和可靠性提出了越来越高的要求，机床的精密化、速化已经成为一高
本文中，轴承选择ＳＦ的７９５ＥＨ前Ｋ１１Ｃ／Ｃ角接触球轴
承，后轴承选择ＳＦ的６９３深沟球轴承。本次计算Ｋ１１
图１高速电主轴结构
中，设加工工件为４钢，主轴的转速为８００假５电０ｒｍｎ／ｉ。前后轴承的参数如表２所示。
ＬＩＣｈｎｑ￣ｅｇｉ￣
，
ＺＨＡＮＧａｄｎ￣￣Ｘｉｏｏｇ
，
ＺＡＧＱａ ①，１ａ ① ＨＮｉｎＬｏＨ
（ＳｚｏｃｄｍｉｎＪｏｎｎｖｒｔ，ｕｈｕ２２，Ｈ＠ｕｈｕＡａｅｙＸｉｔｇＵｉｓｙＳｚｏ，０ＣＮ；ａａｏｅｉ１１５ ②ＸｎＪｏｎｎｖｒｔ，ｉｎ７０４，ＣＮ）ｉｉｔｇＵｉｅｓｙＸ１０９Ｈａａｏｉａ
个不可阻挡的发展趋势。在精密加工中，由机床热变形所引起的制造误差占总误差的４％～７％ … 。在００
仿真分析、减小电主轴的温度场分布不均匀对减小电主轴热变形至关重要。对主轴系统热特性的研究，年来主要集中在主近

ANSYS温度场例题分析

短圆柱体的热传导过程问题：一短圆柱体，直径和高度均为1m，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换）。

圆柱体材料的热传导系数为30W/(m·℃)。

求解：第一步：建立工作文件名和工作标题在ANSYS软件中建立相应的文件夹，并选择Thermal复选框。

第二部：定义单元类型在单元类型（element type）中选择thermal solid和quad 4node 55，在单元类型选择数字（element type reference number）输入框中输入1，在单元类型选择框里选择Axisymmetric，其余默认即可。

第三步：定义材料性能参数在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30.第四步：创建几何模型、划分网格创建数据点，输入点坐标。

在第一个输入框中输入关键点编号1，并输入第一个关键点坐标0、0、0，重复输入第二个、第三个、第四个关键点，相应的坐标分别为2（0.5,0,0）；3（0.5,1,0）；4（0,1,0）。

结果如下图1所示：在模型中创建直线，选择编号为1、2的关键点生成一条直线，在选取2、3生成一条直线，同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。

结果如下图2所示：之后在plot numbering controls对话框，分别打开KP Keypoint numbers、LINE line numbers、AREA Area numbers，建立直线L1、L2、L3、L4线段。

生成几何模型，如下图所示：在L1、L3线段上划分20个单元，并将L2、L4划分成40个单元格，并在模型上选取编号为A1的平面，如下图所示：将结果进行保存。

第五步：加载求解选择分析类型Steady-State，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num，第三个单选框中选择From Full。

基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析

基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析冻结过程是很常见的一种物理现象，它是指在经历一定的温度的作用下，液体变为固体的过程。

然而，这种过程的温度分布存在多种不确定性，它需要利用有限元分析来进行定量研究。

针对这种情况，本文将以《基于ansys的冻结过程中温度场的有限元分析》为标题，对冻结过程中温度场的有限元分析进行研究。

首先，对冻结过程进行简要介绍。

冻结过程是指物质在一定温度条件下，由液体变为固体的现象。

在这种情况下，物质的温度变化不一致，其分布有多种形式，并且受到物质的性质和其它外界因素，如温度、压强、热流等的影响。

因此，如何精确的表征这种温度场的变化，是研究冻结过程的一个重要环节。

其次，对有限元分析方法进行介绍。

有限元分析是一种基于数值技术计算物体力学性能的分析工具，它是基于有限元分析理论，以求解结构力学问题为主要目标。

其计算原理是将实际的结构模型用一系列的有限元来代表，以计算结构的变形和接触应力等特性。

有限元分析可以用来解决复杂材料温度场传播和弯曲分析等问题，是研究物理力学和热力学特性的一种有效方法。

此外，介绍使用有限元分析软件Ansys来研究冻结过程中温度场的步骤。

Ansys是一款功能强大、使用方便的有限元分析软件，具有仿真、精度高、多种物理特性和界面友好等优点，支持多种力学和热学分析，如静力学、弹性力学、多体动力学、渗流、熔融模拟等，可以实现数值模拟计算，从而解决复杂的热力学分析问题。

最后，利用Ansys软件对冻结过程中的温度场进行研究。

首先，建立冻结过程的温度场模型，其次，设置相应的材料性质，在接下来的分析步骤中，通过设置熵热模型和外加源分别得到温度场的时间变化和温度场的空间分布情况。

之后，利用Ansys软件在给定的温度条件下，经过相应的计算与验证，确定计算模型的准确性，最后得到温度场的时空分布情况。

综上所述，基于Ansys的有限元分析，可以有效的解决冻结过程中的温度场问题。

在深入的研究中，可以进一步挖掘Ansys软件的功能优势，以求解更多复杂的多物理场力学分析问题。

ANSYS活塞温度场分析全过程

目录1 概述------------------------------------------ 22 CATIA建模过程--------------------------------- 33 ANSYS分析过程------------------------------- 104 结果分析-----------------------------------------145 参考文献--------------------------------------- 151.概述1.16125柴油机活塞基本条件：缸径D=125mm，6缸。

活塞是发动机的重要部件之一，与连杆构成发动机的心脏，活塞通过运动将燃气压力传递给连杆再至曲轴输出，工作时受力非常复杂。

随着发动机向高速度、低能耗方向发展，采用优异的活塞材料尤为重要。

目前车用发动机活塞材料以铝合金为主，其他还有铸铁、铸钢、陶瓷材料等。

铝合金的突出优点是密度小，可降低活塞质量及往复运动惯性，因此铝合金活塞常用于中、小缸径的中、高速发动机上。

与铸铁活塞相比，铝合金活塞导热性好，工作表面温度低，顶部的积碳也较少。

活塞由活塞顶、头部、群部构成。

活塞顶的形状分为平顶、凸顶、凹顶。

平顶活塞结构简单、制造容易、受热面积小、应力分布较均匀、多用在汽油机上；凸顶活塞顶部突起成球状、顶部强度高、起导向作用、有利于改善换气过程。

凹顶活塞可改变可燃混合气的形成和燃烧，还可以调节压缩比。

活塞工作时温度很高，顶部可达600 ~700K，且温度分布很不均匀；活塞顶部承受的气体压力很大，特别是作功行程压力最大，柴油机活塞顶燃烧最高压力5～9Mpa，这就使活塞产生冲击和侧压力的作用；根据活塞实际最大爆发压力工况添加边界条件，选用压力为5MPa便于做有限元分析，此方案采用w顶活塞，用于六缸发动机2.设计的初步准备：1．选好各个值的长度2．了解6125柴油机发动机3．学会catia软件建模4．学会ansys软件进行对模型的温度场分析5．了解发动机活塞的性能，并能做出正确分析2.活塞主要结构尺寸计算：2.1选定各个比例系数：D=125mmH: (0.8~1.3)*D 取 150 H1: (0.5~0.8)*D 取 80H2: (0.4~0.8)*D 取 100 h1: (0.1~0.2)*D 取 15h3: (0.3~0.4)* H2 取30h4: (0.6~0.7)* H2 取 70d: (0.3~0.38)*D 取 40C1: (0.04~0.08)*D 取5其他环岸: (0.025~ 0.045)*D 取 5B: (0.35~0.42)*D 取442.3设定其他参数：顶部厚度:15mm活塞度: 16mm3.活塞三维建模：1.首先打开catia软件，点击机械设计·草图绘制器·进入xy作平面进行绘制图3.1如图3 .1 绘制之后，退出草图工作平面2.然后点击回转体按钮，绕y方向短轴旋转360 ，，如图3-2,所示。

ANSYS温度场命令流

ANSYS温度场命令流简介ANSYS是一种通用的有限元分析软件，可用于进行各种各样的工程仿真。

在ANSYS中,温度场是一种重要的分析对象,通过模拟和分析温度场，可以帮助工程师评估和改进产品的耐热性能。

本文将介绍ANSYS中用于创建和处理温度场的命令流。

创建网格在进行温度场分析之前,首先需要创建一个网格。

网格可以通过ANSYS中的多种方法生成，例如利用CAD软件导入几何体、手动定义节点和单元、利用自动网格生成工具等等。

在这里，我们将使用ANSYS中的自动网格生成工具来创建一个简单的二维矩形网格。

!创建一个2D矩形区域B1OCK,0,1,0,1,0j0.1!划分网格MESH,1!输出网格信息∕PREP7ET,1,P1ANE42MP,EX,1,100000MP,DENS,1,7800上述命令流首先创建了一个2D矩形区域,坐标范围为（0,0]到（1,0.1]o然后使用MESH命令将该区域划分为网格。

最后,使用ET 命令定义了一个平面应力单元，使用MP命令设置了该单元的材料属性。

定义边界条件一旦网格创建完毕，我们需要定义温度场的边界条件。

在ANSYS中，我们可以通过在边界上定义温度或者通过定义热通量来设置边界条件。

以下是一个设置边界条件的示例命令流：!在左侧边界定义一个恒定温度DJ1,TEMPER,200ESIZE j0.05!在右侧边界定义一个恒定热通量D,2,F1UX,500上述命令流中，我们使用D命令分别在左侧和右侧边界定义了边界条件。

在左侧边界上,我们将温度设置为200度。

在右侧边界上，我们定义了一个恒定热通量，其值为500o定义材料属性在进行温度场分析之前，我们还需要定义材料的热传导性质。

以下是一个定义材料属性的示例命令流：!定义材料属性MAT,1MP,E,100000MP,PRXY,0.3MP,CoNDJ50!指定单元材料属性REA1,1TYPE,1MAT,1上述命令流中，我们首先使用MAT命令定义了一个材料，并使用MP命令分别设置了该材料的弹性模量、泊松比和热导率。

ANSYS温度场例题分析

短圆柱体的热传导过程问题：一短圆柱体，直径和高度均为1m，现在其上端面施加大小为100℃的均匀温度载荷，圆柱体下端面及侧面的温度均为0℃，试求圆柱体内部的温度场分布（假设圆柱体不与外界发生热交换）。

圆柱体材料的热传导系数为30W/(m·℃)。

求解：第一步：建立工作文件名和工作标题在ANSYS软件中建立相应的文件夹，并选择Thermal复选框。

第二部：定义单元类型在单元类型（element type）中选择thermal solid和quad 4node 55，在单元类型选择数字（element type reference number）输入框中输入1，在单元类型选择框里选择Axisymmetric，其余默认即可。

第三步：定义材料性能参数在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30.第四步：创建几何模型、划分网格创建数据点，输入点坐标。

在第一个输入框中输入关键点编号1，并输入第一个关键点坐标0、0、0，重复输入第二个、第三个、第四个关键点，相应的坐标分别为2（0.5,0,0）；3（0.5,1,0）；4（0,1,0）。

结果如下图1所示：在模型中创建直线，选择编号为1、2的关键点生成一条直线，在选取2、3生成一条直线，同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。

结果如下图2所示：之后在plot numbering controls对话框，分别打开KP Keypoint numbers、LINE line numbers、AREA Area numbers，建立直线L1、L2、L3、L4线段。

生成几何模型，如下图所示：在L1、L3线段上划分20个单元，并将L2、L4划分成40个单元格，并在模型上选取编号为A1的平面，如下图所示：将结果进行保存。

第五步：加载求解选择分析类型Steady-State，在Select Entities对话框，第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表中选择By Num，第三个单选框中选择From Full。

Ansys计算温度场操作流程

Instruction of Ansys temperature field calculationQuestion 1：Consider an infinite （in one direction) plate with initial temperature T0。

One end of the plate is exposed to the environment of which the temperature is T e (III type boundary condition）. Analyze the temperature distribution in the plate during the period of 2000s。

问题1：考虑一个方向无限长的平板,初始温度为T0，一段暴露在温度为T e的环境中，分析其在2000s内温度分布情况。

Basic parameters基本物性参数Geometry几何:a=1 m, b=0.1 mMaterial材料:λ=54 W/m·o C，ρ=7800 kg/m3, c p=465 J/kg·o CLoads载荷:T0=0 o C, T e=1000 o C，h=50 W/m2·o CJobname and directory settings设置文件名、存储路径Menu ｜File ｜Change JobnameMenu ｜File | Change DirectoryPreprocessing前处理（1）Define Element Type定义单元类型Preprocessor ｜Element Type | Add/Edit/DeleteAdd: Thermal Mass ｜Solid ｜Quad 4node 55（2）Set Material Properties设置材料属性Preprocessor | Material Props | Material ModelsThermal: Conductivity：Isotropic KXX=54Thermal：Density=7800Thermal：Specific Heat=465Modeling建模(1）Create Node 1建立节点1Preprocessor | Modeling ｜Create | Nodes ｜In Active CSNo.：1，(x, y, z) = (0,0，0)（2) Create Node 12建立节点12Preprocessor ｜Modeling | Create | Nodes ｜In Active CSNo.: 2，(x，y, z）= （0，1,0)（3) Fill Between Node 1 and 12在节点1，12间填充其余节点Preprocessor ｜Modeling ｜Create | Nodes ｜Fill Between NdsNumber of nodes to fill：10Spacing ratio: 1（均匀网格）（4）Create Node 13～24 by copying复制生成节点13~24Preprocessor ｜Modeling ｜Copy | Nodes | CopyPick All选择所有节点Total number of copies: 2复制2份（包含原先的1份）X-offset：0。