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《热分析ansys教程》课件

05
热分析优化设计
优化设计的基本概念
01
优化设计是一种通过数学模型和计算机技术，寻找满足特定条件下的最优设计方案的方法。
02
优化设计的基本概念包括目标函数、设计变量、约束条件和求
解算法等。
热分析优化设计是针对热学问题，通过优化设计来提高产品的
03
热性能和降低能耗。
ANSYS优化设计的步骤
定义设计变量
网格质量检查
对生成的网格进行检查，确保网格质量良好，没有出现奇异点或扭曲。
边界条件的设置
确定边界条件
根据分析对象的实际情况，确定合适的边界条件，如温度、热流率等。
设置边界条件
在ANSYS软件中，将确定的边界条件应用到几何模型上。
验证边界条件
对设置的边界条件进行验证，确保其合理性和准确性。
04
傅里叶定律
热量传递与温度梯度成正比，即热流密度与温度梯度成正比。
牛顿冷却定律
物体表面与周围介质之间的温差与热流密度成正比。
热力学第一定律
能量守恒定律，表示系统能量的增加等于传入系统的热量与系统对外界所做的功之和。
热分析的三种基本类型
稳态热分析
系统达到热平衡状态时的温度分布。
瞬态热分析
系统随时间变化的温度分布。
网格划分问题
网格划分不均匀
在某些区域，网格可能过于密集，而在其他区域则可能过于稀疏，这可能导致求解精度下降或求解失败。
网格自适应调整问题
在某些情况下，ANSYS可能无法正确地自适应调整网格，导致求解结果不准确。
网格划分问题
手动调整网格
手动调整网格密度，确保在关键区域有足够的网格密度。
使用更高级的网格划分工具

ansysworkbench热分析研究教程

6-1A.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• 本节描述地应用一般都能在ANSYS DesignSpaceEntra或更高版本中使用，除了ANSYSStructural• 提示：在ANSYS 热分析地培训中包含了包括热瞬态分析地高级分析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地函数–{Q}可以是一个常量或是温度地函数• 固体内部地热流（Fourier’s Law）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.–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：–壳体：没有厚度方向上地温度梯度–线体：没有厚度变化，假设在截面上是一个常量温度• 但在线实体地轴向仍有温度变化唯一需要地材料特性是导热性（ThermalConductivity）•Thermal Conductivity在Engineering Data中输入•温度相关地导热性以表格形式输入若存在任何地温度相关地材料特性，就将导致非线性求解.–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：–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.• 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实际情况下，有些条件削弱了完美地热接触传导：TTx⋅ (T q = TCC target - T conta ct – 式中T contact 是一个接触节点上地温度， T target 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ANSYS Professional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在CAD软件中进行定义（目前只有DesignModeler和Unigraphics 可用）.T2 T1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.– 可以删除原来面上施加地边界条件• 热通量：– 热通量只能施加在面上（二维情况时只能施加在边上）– 它地单位是能量比上时间在除以面积（ e nergy/time/area ）温度、对流、辐射：•完全绝热条件将忽略其它地热边界条件 • 给定温度： – 给点、边、面或体上指定一个温度– 温度是需要求解地自由度• 至少应存在一种类型地热边界条件，否则，如果热量将源源不断地输入到系统中，稳态时地温度将会达到无穷大.• 另外，给定地温度或对流载荷不能施加到已施加了某种热载荷或热边界条件地表面上 .•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T surface 与环境温度T ambient 地差值来定义. q = hA (T surface - T ambient )– “h ” 和 “T ambient ” 是用户指定地值– 导热膜系数 h 可以是常量或是温度地函•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）(4 4)– 式中： Q R = σεFAT surface - T ambient• 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在projectschematic里建立一个SSThermalsystem（SS热分析）•在Mechanical 里，可以使用Analysis Settings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.加地结构载荷和约束.– 求解结构在Static Structural 中插入了一个importedload 分支，并同时导入了施–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.–搜索模型求解结果不需要在进行一次模型地求解.– 温度是标量，没有方向– 热通量 q 定义为q = -KXX ⋅∇TTotal Heat Flux （整体热通量）和DirectionalHeatFlux （方向热通量）–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6.1–稳态热分析•目标：–分析图示泵壳地热传导特性版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.用户可将本文地内容或服务用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律地规定，不得侵犯本网站及相关权利人地合法权利.除此以外，将本文任何内容或服务用于其他用途时，须征得本人及相关权利人地书面许可，并支付报酬.Users may use the contents or services of this article for personal study, research or appreciation, and othernon-commercial or non-profit purposes, but at the same time, they shall abide by the provisions of copyright law and other relevant laws, and shall not infringe upon the legitimate rights of this website and its relevant obligees. In addition, when any content or service of this article is used for other purposes, written permission and remuneration shall be obtained from the person concerned and the relevant obligee.转载或引用本文内容必须是以新闻性或资料性公共免费信息为使用目地地合理、善意引用，不得对本文内容原意进行曲解、修改，并自负版权等法律责任.Reproduction or quotation of the content of this article must be reasonable and good-faith citation for the use of news or informative public free information. It shall not misinterpret or modify the original intention of the content of this article, and shall bear legal liability such as copyright.。

热分析(ansys教程)

1. 对流边界条件：需要提供对流系数、流体温度和表面传热系数等信息。
3. 初始条件：确保初始温度等初始条件设置合理，不会导致求解过程不稳定。
求解收敛问题
•·
1. 迭代方法：选择合适的迭代方法，如共轭梯度法、牛顿-拉夫森法等。
2. 松弛因子调整：根据求解过程，适时调整松弛因子，以提高求解收敛速度。
稳态热分析的步骤
建立模型
使用ANSYS的几何建模工具创建分析对象的几何模型。
后处理
使用ANSYS的后处理功能，查看和分析结果，如温度云图、等温线等。
网格化
对模型进行网格化，以便进行数值计算。 ANSYS提供了多种网格化工具和选项，可以根据需要进行选择。
求解
运行求解器以获得温度分布和其他热分析结果。
电子设备散热分析
研究电子设备在工作状态下的散热性能，提高设备可靠性和使用寿命。
06 热分析的常见问题与解决方案
网格划分问题
网格划分是热分析中重要的一步，如果处理不当，可能导致求解精度和稳定性问题。
•·
1. 网格无关性：确保随着网格数量的增加，解的收敛性得到改善，且解不再发生大的变化。
03 稳态热分析
稳态热分析的基本原理
01
稳态热分析是用于确定物体在稳定热载荷作用下的温度分布。在稳态条件下，物体的温度场不随时间变化，热平衡状态被建立，流入和流出物体的热量相等。
02
稳态热分析基于能量守恒原理，即流入物体的热量等于流出物体的热量加上物体内部热量的变化。
03
稳态热分析通常用于研究物体的长期热行为，例如散热器的性能、电子设备的热设计等。
热分析的基本原理基于能量守恒定律，即物体内部的能量变化应满足能量守恒关系。

Ansys12.0 Mechanical教程-5热分析

Workbench -Mechanical Introduction第六章热分析概念Training Manual •本章练习稳态热分析的模拟，包括：A.几何模型B B.组件-实体接触C.热载荷D.求解选项E E.结果和后处理F.作业6.1本节描述的应用般都能在ANSYS DesignSpace Entra或更高版本中使用，除了•本节描述的应用一般都能在ANSYS DesignSpace EntraANSYS Structural提示：在S S热分析的培训中包含了包括热瞬态分析的高级分析•ANSYSTraining Manual稳态热传导基础•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：()[]{}(){}T Q T T K =•假设：–在稳态分析中不考虑瞬态影响[K]可以是个常量或是温度的函数–[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稳态热传导基础Training Manual •上述方程基于傅里叶定律：•固体内部的热流（Fourier’s 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。

A. 几何模型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：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… 材料特性Training Manual •唯一需要的材料特性是导热性（Thermal Conductivity）•Thermal Conductivity在Engineering Data 中输Engineering Data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。

《热分析ansys教程》课件

汽车发动机热分析
总结词
汽车发动机热分析用于研究发动机工作过程中的热量传递和热应力分布，以提高发动机效率和可靠性。
详细描述
发动机是汽车的核心部件，其工作过程中会产生大量的热量。通过热分析，工程师可以了解发动机内部的温度分布和热应力状况，优化发动机设计，提高其燃油效率和耐久性
。
建筑物的温度分布分析
热分析的基本原理
热分析是研究温度场分布、变化和传递规律的科学，其基本原理包括能量守恒、热传导、对流和辐射等。
热分析的应用领域
热分析广泛应用于能源、动力、化工、机械、电子等众多领域，涉及传热、燃烧、材料热物性、电子器件散热等方面。
热分析的常用软件
ANSYS是国际上最流行的热分析软件之一，具有强大的建模、网格划分、加载、求解和后处理功能，广泛应用于工程实际和科学研究。
模拟系统在稳定状态下温度分布和热流密度的计算方法
总结词
适用于研究系统在稳定状态下的热性能和热量传递机制。
详细描述
稳态热分析用于计算系统在稳定状态下温度分布和热流密度，不考虑时间因素，只考虑热平衡状态。
详细描述
在稳态热分析中，系统的温度分布和热流密度不随时间变化，因此可以忽略时间积分效应，简化计算过程。
施加边界条件和载荷
根据实际情况，为模型的边界施加固定温度、热流等边界条件，以及热载荷。
求解和结果查看
选择求解器
根据模型的大小和复杂程度，选择合适的求解器进行求解。
结果后处理与查看
查看温度分布、热流分布等结果，并进行必要的后处理，如云图显示、数据导出等。
03
热分析的常用方法
稳态热分析
总结词
COMSOL Multiphysics

ANSYS-热分析培训-热接触解析

热接触
… 实例
1. 使用输入文件 “th_contact.inp”，读入模型。 2. 使用接触向导创建接触对。
培训手册
HEAT TRANSFER 6.0
Inventory #01445 March 30, 2002 11-13
热接触
… 实例
– 选择下方实体的顶部的线作为目标面。
培训手册
HEAT TRANSFER 6.0
– TC 为接触面的温度
– 接触面和目标面间的热流
0 < gap < pinball
– 自由面中接触面到环境的热流
• 自由面由下面的条件确定：
– 开放的环境的接触
(gap > pinball)
– 只存在接触单元（忽略目标单元）
– 如果存在目标单元，其Keyopt(3)=1
培训手册
Inventory #01445 March 30, 2002 11-7
培训手册
HEAT TRANSFER 6.0
Inventory #01445 March 30, 2002 11-18
热接触
… 实例
• 本例使用常数 TCC = .001.
若接触选项
培训手册
Inventory #01445 March 30, 2002 11-19
HEAT TRANSFER 6.0
热接触
DT
T
x
Inventory #01445 March 30, 2002 11-2
HEAT TRANSFER 6.0
热接触
培训手册
• ANSYS能够模拟这种情况以及其他复杂的热问题，通过使用….
– 结构－热接触的耦合场分析 • 支持通用的热接触分析能力。 • 典型应用： – 金属成形 – 装配接触 – 燃气涡轮

Ansys热分析教程(全)

章节内容概述
• 第7章-续 – 例题 6 - 低压气轮机箱的热分析
• 第 8 章 - 辐射 – 辐射概念的回顾 – 基本定义 – 辐射建模的可选择方法 – 辐射矩阵模块 – 辐射分析例题 - 使用辐射矩阵模块进行热沉分析，隐式和非隐式方法。
• 第 9 章 - 相变 – 基本模型/术语 – 在 ANSYS中求解相变 – 相变例题 - 飞轮铸造分析
传导
• 传导的热流由传导的傅立叶定律决定：
q*
=
− Knn
∂T ∂n
=
heat
flow
rate
per
unit
area
in
direction
n
Where, Knn = thermal conductivity in direction n
T = temperature
∂T = thermal gradient in direction n ∂n
• 负号表示热沿梯度的反向流动(i.e., 热从热的部分流向冷的).
q*
T
dT
dn
n
对流
• 对流的热流由冷却的牛顿准则得出:
q* = hf (TS − TB ) = heat flow rate per unit area between surface and fluid
Where, hf = convective film coefficient TS = surface temperature TB = bulk fluid temperature
• 第 6 章 - 复杂的, 时间和空间变化的边界条件 – 表格化的热边界条件 (载荷) – 基本变量 – 用户定义的因变变量
章节内容概述

ANSYS_热分析培训-热接触

HEAT TRANSFER 6.0
… 实例
5. 施加结构分析的边界条件。
培训手册
对称
固定 X 和Y方向自由度
Inventory #01445 March 30, 2002 11-20
HEAT TRANSFER 6.0
HEAT TRANSFER 6.0
热接触
… 实例
6. 施加强迫的位移。
Y方向的位移 -0.01 in
培训手册
Inventory #01445 March 30, 2002 11-21
Inventory #01445 March 30, 2002 11-23
热接触
… 实例
10. 画节点温度云图
注意：接触面处温度的不匹配。记住： TCC = .001.
培训手册
Inventory #01445 March 30, 2002 11-24
HEAT TRANSFER 6.0
热接触
… 实例
– SBCT为Stefan-Boltzmann常数（由实常数输入）
– TOFFST 为由绝对温度的温度偏移（命令TOFFST ）
– 接触面和目标面间的热流
0 < gap < pinball
– 自由面中接触面到环境的热流
• 自由面的确定与对流相同
培训手册
Inventory #01445 March 30, 2002 11-8
热接触
• 热传导： q = TCC * (TT - TC)
– TCC为热接触导热系数（由实常数输入） • 可以使一个表参数（压力和温度的函数）
– TT 与TC 分别为目标面及接触面温度 – 当处于接触状态时将关闭热流 – 模型温度在接触面处不连续

ANSYS热分析指南

ANSYS 热分析指南第一章简介1.1 热分析的目的热分析用于计算一个系统或部件的温度分布及其它热物理参数，我们一般关心的参数有：温度的分布热量的增加或损失热梯度热流密度热分析在许多工程应用中扮演着重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等等。

通常在完成热分析后将进行结构应力分析，计算由于热膨胀或收缩而引起的热应力。

1.2ANSYS中的热分析ANSYS/Multiphysics 、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Professional 、ANSYS/FLOTRAN种产品中支持热分析功能。

ANSY洪分析基于由能量守恒原理导出的热平衡方程，有关细节，请参阅《ANSYS Theory Referenee》。

ANSY使用有限元法计算各节点的温度，并由其导出其它热物理参数。

ANSY创以处理所有的三种主要热传递方式：热传导、热对流及热辐射。

1.2.1 对流热对流在ANSYS^作为一种面载荷，施加于实体或壳单元的表面。

首先需要输入对流换热系数和环境流体温度，ANSYS各计算出通过表面的热流量。

如果对流换热系数依赖于温度，可以定义温度表，以及在每一个温度点处的对流换热系数。

1.2.2 辐射ANSYS1供了四种方法来解决非线性的辐射问题：辐射杆单元（LINK31）使用含热辐射选项的表面效应单元（SURF151-2D或SURF152-3D在AUX12中，生成辐射矩阵，作为超单元参与热分析使用Radiosity求解器方法有关辐射的详细描述请阅读本指南第四章。

1.2.3特殊的问题除了前面提到的三种热传递方式外，ANSY埶分析还可以解决一些诸如：相变（熔融与凝固）、内部热生成（如焦耳热）等的特殊问题。

例如，可使用热质点单元MASS7模拟随温度变化的内部热生成。

1.3热分析的类型ANSYSfc持两种类型的热分析：1 •稳态热分析确定在稳态的条件下的温度分布及其他热特性，稳态条件指热量随时间的变化可以忽略。

ANSYS Workbench12.0培训教程之热分析

Ansys热分析教程(全)

目录第1章–介绍–概述–相关讲座&培训–其他信息来源第2章–基本概念第3章–稳态热传导(n o m a s s t r a n s p o r t o f h e a t)第4章–附加考虑非线性分析第5章–瞬态分析1-3 1-5 1-12 1-132-13-14-15-1第6章–复杂的,时间和空间变化的边界条件第7章–附加对流/热流载荷选项和简单的热/流单元第8章–辐射热传递–例题-使用辐射矩阵的热沉分析第9章–相变分析–相变分析例题-飞轮铸造分析第10章–耦合场分析6-1 7-18-1 8-43 9-1 9-14 10-1目录(续)第1章先决条件1章节内容概述12章节内容概述213章节内容概述310124章节内容概述43546章节内容概述6571章节内容概述7689章节内容概述1072相关讲座&培训2tT c h K Q qq E============t i m e t e m p e r a t u r e d e n s i t y s p e c i f i c h e a t f i l m c o e f f i c i e n t e m i s s i v i t y S t e f a n -B o l t z m a n n c o n s t a n t t h e r m a l c o n d u c t i v i t y h e a t f l o w (r a t e ) h e a t f l u x i n t e r n a l h e a t g e n e r a t i o n /v o l u m e e n e r g y ρεσ*&&&fA N S Y S()3223注,对于结构热容量,密度/G c和比热*G c经常使用该单位。

其中G c=386.4(l b m-i n c h)/(l b f-s e c2)A N S Y S(S I)3223–传导–对流–辐射•传导的热流由传导的傅立叶定律决定�•负号表示热沿梯度的反向流动(i .e ., 热从热的部分流向冷的).q K T n K T T n n n n n *=−∂∂=∂∂=h e a t f l o w r a t e p e r u n i t a r e a i n d i r e c t i o n n Wh e r e , = t h e r m a l c o n d u c t i v i t y i n d i r e c t i o n n= t e m p e r a t u r e t h e r m a l g r a d i e n t i n d i r e c t i o n n Tnq*dT d n•对流的热流由冷却的牛顿准则得出:•对流一般作为面边界条件施加qh T T h T T f S B f S B *()=−=h e a t f l o w r a t e p e r u n i t a r e a b e t w e e n s u r f a c e a n d f l u i d W h e r e , = c o n v e c t i v e f i l m c o e f f i c i e n t= s u r f a c e t e m p e r a t u r e = b u l k f l u i d t e m p e r a t u r e TB Ts•从平面i 到平面j 的辐射热流由施蒂芬-玻斯曼定律得出: •在A N S Y S 中将辐射按平面现象处理(i .e ., 体都假设为不透明的)。

Ansys热分析教程_第一章讲课内容

– 能量守恒定律（热力学第一定律）
– 瞬态热传导的控制微分方程 – 有限元方法 – 有限元热分析的基本特征
– 如何使热传递分析包括非线形？
– 什么时候需要定义比热和密度 – 与结构分析的比较 – 单元描述：功能和限制
– 例题1－基本的热传递分析
章节内容概述
• 第 3 章－稳态热传导
– 稳态热传递的控制方程 – 热边界条件类型
例题手册，校验手册，热分析指南，耦合场分析指南
•
ANSYS自学例题
•
• •
ANSYS参考论文和白皮书
ANSYS新闻和“Analysis Solutions”杂志其它ANSYS课程的培训手册•Leabharlann •ANSYS会议论文集
ANSYS网站： (中文)
– ANSYS表格和数组的回顾
– 函数工具 – 例题5－有表格化载荷的瞬态练习
章节内容概述
• 第七章－对流选项和简单的热/流单元
– 对流作为面载荷施加 – 对流连接单元
– 表面效应单元
– 模拟接触热阻 – 1D热/流单元 – 用户对流子程序
章节内容概述
• 第 8 章－热辐射分析
– 辐射概念的回顾 – 基本定义
– 热分析模板
– GUI和ANSYS命令 – 借助例题详细讲解分析过程的每一步（带散热片的钢管热分析） – 前处理—建立模型
– 求解分析
章节内容概述
• 第 4 章－非线形分析的一些特殊考虑
– 时间，载荷步，子步和平衡迭代 – 收敛准则
– 初始温度
– 阶跃或渐变载荷 – 其他非线形选项 – 输出控制选项
– 监测/查看非线形分析
– 第 5 章－瞬态分析

热分析(ansys教程)

热传递的方式(续)
3、热辐射热辐射指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。物体温度越高，单位时间辐射的热量越多。热传导和热对流都需要有传热介质，而热辐射无须任何介质。实质上，在真空中的热辐射效率最高。在工程中通常考虑两个或两个以上物体之间的辐射，系统中每个物体同时辐射并吸收热量。它们之间的净热量传递可以用斯蒂芬 — 波尔兹曼方程来计算： q=εσA1F12(T14-T24) ，式中 q 为热流率， ε 为辐射率（黑度）， σ为斯蒂芬－波尔兹曼常数，约为 5.67×10-8W/m2.K4 ， A1 为辐射面 1 的面积， F12 为由辐射面1到辐射面2的形状系数，T1为辐射面1的绝对温度，T2为辐射面2的绝对温度。由上式可以看出，包含热辐射的热分析是高度非线性的。

划分网格

首先定义单元属性: 单元类型, 实常数, 材料属性.
单元类型
下表给出了常用的热单元类型每个结点只有一个自由度: 温度
2-D Solid Linear Quadratic PLANE55 PLANE77 PLANE35 3-D Solid SOLID70 SOLID90 SOLID87 3-D Shell SHELL57 Line Elements LINK31,32,33,34
热分析误差估计

仅用于评估由于网格密度不够带来的误差；仅适用于 SOLID 或 SHELL 的热单元 ( 只有温度一个自由度)；基于单元边界的热流密度的不连续；仅对一种材料、线性、稳态热分析有效；使用自适应网格划分可以对误差进行控制。
稳态传热分析

稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。稳态热分析可以通过有限元计算确定由于稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数

ANSYS热分析教程及命令流算例

＝＝＝＝＝【热力耦合分析单元简介】＝＝＝＝＝＝SOLID5－三维耦合场实体具有三维磁场、温度场、电场、压电场和结构场之间有限耦合的功能。

本单元由8个节点定义，每个节点有6个自由度。

在静态磁场分析中，可以使用标量势公式（对于简化的RSP，微分的DSP，通用的GSP）。

在结构和压电分析中，具有大变形的应力钢化功能。

与其相似的耦合场单元有PLANE13、SOLID62和SOLID98。

INFIN9－二维无限边界用于模拟一个二维无界问题的开放边界。

具有两个节点，每个节点上带有磁向量势或温度自由度。

所依附的单元类型可以为PLANE13和PLANE53磁单元，或PLANE55和PLANE77和PLANE35热单元。

使用磁自由度（ＡＺ）时，分析可以是线性的也可以是非线性的，静态的或动态的。

使用热自由度时，只能进行线性稳态分析。

PLANE13－二维耦合场实体具有二维磁场、温度场、电场和结构场之间有限耦合的功能。

由4个节点定义，每个节点可达到4个自由度。

具有非线性磁场功能，可用于模拟B－H曲线和永久磁铁去磁曲线。

具有大变形和应力钢化功能。

当用于纯结构分析时，具有大变形功能，相似的耦合场单元有SOLID5、SOLID98和SOLID62。

LINK31－辐射线单元用于模拟空间两点间辐射热流率的单轴单元。

每个节点有一个自由度。

可用于二维（平面或轴对称）或三维的、稳态的或瞬态的热分析问题。

允许形状因子和面积分别乘以温度的经验公式是有效的。

发射率可与温度相关。

如果包含热辐射单元的模型还需要进行结构分析，辐射单元应当被一个等效的或（空）结构单元所代替。

LINK32－二维传导杆用于两节点间热传导的单轴单元。

该单元每个节点只有一个温度自由度。

可用于二维（平面或轴对称）稳态或瞬态的热分析问题。

如果包含热传导杆单元的模型还需进行结构分析，该单元可被一个等效的结构单元所代替。

LINK33－三维传导杆用于节点间热传导的单轴单元。

该单元每个节点只有一个温度自由度。

热分析ansys教程ppt课件

2-D Solid
PLANE55 PLANE77 PLA SOLID90 SOLID87
3-D Shell
SHELL57
Line Elements LINK31,32,33,34
19.11.3.2 划分网格(续)
材料属性
必须输入导热系数, KXX 如果施加了内部热生成率，则需指定比热 (C) ANSYS提供的材料库 (/ansys57/matlib)包括几种
一个自由度)；基于单元边界的热流密度的不连续；仅对一种材料、线性、稳态热分析有效；使用自适应网格划分可以对误差进行控制。
19.11 稳态传热分析
稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。
稳态热分析可以通过有限元计算确定由于稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数
Convection
19.11.4 施加载荷计算(续)
d、热流密度热流密度也是一种面载。当通过单位面积的热流率已
知或通过FLOTRAN CFD计算得到时，可以在模型相应的外表面施加热流密度。如果输入的值为正，代表热流流入单元。热流密度也仅适用于实体和壳单元。热流密度与对流可以施加在同一外表面，但 ANSYS仅读取最后施加的面载进行计算。 Command Family: F GUI：Main Menu>Solution>-Loads-Apply>Thermal-Heat Flux
③定载荷步选项对于一个热分析，可以确定普通选项、非线性选项以
及输出控制。 a. 普通选项 · 时间选项：虽然对于稳态热分析，时间选项并没有实
际的物理意义，但它提供了一个方便的设置载荷步和载荷子步的方法。