Workbench热分析实例之一.
基于ANSYSWORKBENCH的通电导线的热分析
基于ANSYSWORKBENCH的通电导线的热分析本篇文章是关于ANSYS WORKBENCH的耦合场分析的一个例子。
一根导线在通稳恒电流后会发热，这属于电-热耦合分析，例子本身很简单，只是说明WORKBENCH自带的耦合分析系统的使用。
【问题描述】一根裸露导线，电阻为R，通过电流为I，需要计算电线中心温度和表面温度。
已知导线的长度为0.1米，截面半径为0.005米，导线的热传导率是60.5瓦每米摄氏度，电阻率是1.7e-1欧姆米，电流大小是20安培，环境温度是20摄氏度，导线裸露表面与空气的对流换热系数是5瓦特每平方米摄氏度。
X（注：该题来自于《ANSYS 13.0 WORKBENCH数值模拟技术》，许京荆编著）【问题分析】ANSYS WORKBENCH中自带热电分析系统，可以直接进行热电耦合分析。
使用过程与一般分析相同。
【求解过程】1.打开ANSYS WORKBENCH14.52.创建热-电分析系统。
3.创建材料模型。
双击engineering data进入到工程数据中。
系统默认的钢材的热传导率和电阻率与已知条件相同，不需要修改。
退回到WB界面。
4.创建几何模型。
双击geometry进入到DM中，选择长度单位是毫米。
其尺寸如下图退出DM.5.划分网格。
6.设置边界条件。
设置一个端面电压为零。
设置另外一个端面的电流为20安。
对外圆柱面设置对流边界条件。
7.求解。
8.后处理。
温度云图。
整个导体温度均匀。
电压云图。
焦耳热云图。
基于ANSYS WORKBENCH的摩擦生热分析【范本模板】
本篇文章说明，如何在WORBENCH中通过改变单元的形式来做摩擦生热的耦合分析。
【问题描述】在一个定块上，有一个滑块。
在滑块顶顶面上施加一垂直于表面指向定块的10MPa 的分布力系。
现在滑块在定块表面上滑行3.75mm，要求摩擦而产生的热量,并计算滑块和定块内部的温度分布和应力分布。
定块的尺寸:宽5mm，高1.25mm,厚1mm滑块的尺寸：宽1.25mm，高1.5mm，厚1mm材料：弹性模量：7e10Pa;泊松比：0。
3；密度:2700kg/m（3）;热膨胀系数：23。
86e-6/k；摩擦系数：0.2；热导率：150W/（M K）；比热：900J/(kg K）(注)该问题来自于许京荆的《ANSYS13。
0 WORKBNCH数值模拟技术》,中国水利水电出版社，2012，P381。
【问题分析】关键技术分析：此问题属于摩擦生热，不能够使用载荷传递法,而只能使用直接耦合法。
这就是说，只能用一个耦合单元来计算摩擦生热问题。
解决该问题的基本思路如下:(1）使用瞬态结构动力学分析系统（2）在该系统中更改单元为PLANE223，它是一个耦合单元，可以完成多种耦合分析,这里使用其结构—热分析功能。
（3）定义两个载荷步,第一步将动块移动到指定位置，第二步保持最终位置，以获得平衡解。
(4）在求解设置中，关闭结构分析的惯性部分，而只做静力学结构分析，但是对于热分析仍旧做瞬态热分析.(5）由于使用了瞬态动力学分析，结果中默认是没有温度可以直接从界面中得到的.需要自定义结果，提取温度.（6)此问题要多处使用插入命令的方式，从而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。
（7）瞬态结构动力学分析系统的工程数据中,无法得到热分析的部分参数,所以需要先创建一个单独的工程数据系统，然后把它与瞬态结构动力学分析的工程数据单元格相关联。
（8）在DM中创建两个草图，然后根据草图得到面物体.再对这两个面物体进行平面应力的分析。
（9）本博文的主要目的是要阐述：如何在WORKBENCH中使用耦合单元进行多物理场的耦合分析。
workbench 热分析案例
定
义 边 界 条 件
热源： 与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
5
结
果
及
分
析
温度场云图： 通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
6
结
果
及
分
析
热通量矢量图：
物
理
模
型
物理模型简化：
混凝墙壁上附热源，热 源为一侧等壁温，其余 壁面为绝热壁面。热源 附在墙面中间并与墙面 垂直。在ansys的 DesignModeler中进行建 模。
1
பைடு நூலகம்
划
分
网
格
网格剖分：
采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
2
定
通过观察热通量矢量图可 以发现热量的传递方向及 密度分布情况。
7
结
果
及
分
析
一维导热区域分布：
在该模型中一维导热区域 （xz平面）如图所示。在 该稳态导热过程中y方向所 有截面热流密度均相同。
8
义
边
界 条 件
墙壁外表面： 采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡·k。
3
定 义 边 界 条 件
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃， 换热系数为0.36W/㎡·k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
workbench热分析案例
•6
划分网 格
网格剖分： 采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
•1
定 义 边 界条件
墙壁外表面： 采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡·k。
•2
定义边界条件
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃， 换热系数为0.36W/㎡·k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
•3
定 义边界条件
热源： 与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
•4
结 果及分析
温度场云图：
通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
•
结 果及分析
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第12章-热分析
第12章 热分析 热力学分析（简称热分析）用于计算一个系统或部件的温度分布及其他各种热物理参数，如热量的获取与损失、热梯度、热流密度（热通量）等。
热分析在许多工程应用中扮演着非常重要的角色，如内燃机、涡轮机、换热器、电子元件等。
★ 了解传热的基础知识。
12.1 传热概述传热分析（Steady-State Thermal Analysis ）遵循热力学第一定律，即能量守恒定律。
对于一个封闭的系统（没有质量的流入或流出），则：PE KE U W Q Δ+Δ+Δ=−式中Q 为热量，W 为所做的功，ΔU 为系统的内能，KE Δ为系统的动能，PE Δ为系统的势能。
对于大多数工程传热问题：0＝＝PE KE ΔΔ若不考虑做功，即0=W ，则U Q Δ=；对于稳态热分析：0=Δ=U Q即流入系统的热量等于流出的热量；对于瞬态热分析：q dU dt =即流入或流出的热传递速率q 等于系统内能的变化。
12.1.1 传热方式热分析包括热传导、热对流、热辐射三种传热方式。
ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通1．热传导热传导可以定义为完全接触的两个物体之间，或一个物体的不同部分之间由于温度梯度而引起的内能交换。
热传导遵循傅里叶定律：dxdT k q −=′′ 式中q ′′为热流密度（W/m 2），k 为导热系数。
2．热对流热对流是指固体的表面与它周围接触的流体之间，由于温差的存在引起的热量交换。
热对流可以分为两类：自然对流和强制对流。
热对流用牛顿冷却方程来描述：)(B T S T h q −=′′ 式中h 为对流换热系数（或称膜传热系数、给热系数、膜系数等），S T 为固体表面的温度，B T 为周围流体的温度。
3．热辐射热辐射是指物体发射电磁能，并被其他物体吸收转变为热的热量交换过程。
物体温度越高，单位时间内辐射的热量就越多。
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。
workbench 热分析案例
精品课件
2
界条件
定义边
墙壁外表面：
采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡· k。
精品课件
3
条件
定义边界
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃，换 热系数为0.36W/㎡· k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
物理模型
ห้องสมุดไป่ตู้
物理模型简化：
混凝墙壁上附热源，热 源为一侧等壁温，其余 壁面为绝热壁面。热源 附在墙面中间并与墙面 垂直。在ansys的 DesignModeler中进行 建模。
精品课件
1
网
格
划
分
网格剖分：
采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
及分析
结果
热通量矢量图：
通过观察热通量矢量图可 以发现热量的传递方向及 密度分布情况。
精品课件
7
及分析
结果
一维导热区域分布：
在该模型中一维导热区域 （xz平面）如图所示。在 该稳态导热过程中y方向所 有截面热流密度均相同。
精品课件
8
精品课件
4
界条件
定 义边
热源：
与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
精品课件
5
及分析
结果
温度场云图：
通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
精品课件
6
ANSYS Workbench 热分析教程
传热学上机实验指导书ANSYS Workbench 热分析基础教程编制：杨润泽汽车工程系热能教研室2012年7月1.大平板一维稳态导热问题1.1. 问题描述长500mm，宽300mm，厚度30mm的大钢板，钢板上下表面的温度分别为200℃和60℃，钢的导热率为30W/(m·K)，试分析钢板温度分布和热流密度。
图1-1 大平板一维稳态导热模型1.2. 问题分析该问题为稳态导热问题，分析思路如下：1.选择稳态热分析系统。
2.确定材料参数：稳态导热问题，仅输入平板导热率。
3.【DesignModeler】建立钢板的几何模型。
4.进入【Mechanical】分析程序。
5.网格划分：采用系统默认网格。
6.施加边界条件：钢板上下表面施加温度载荷，四周对称面无热量交换，为绝热边界，系统默认无需输入。
7.设置需要的结果：温度分布和热流密度。
8.求解及结果显示。
1.3. 数值模拟过程1、选择稳态热分析系统1)工程图解中调入稳态热分析系统Steady-State Thermal（ANSYS）2)工程命名Conduction Thermal Analysis3)保存工程名为Conduction Heat Transfer2、确定材料参数1)编辑工程数据模型，添加材料的导热率，右击鼠标选择【Engineering Data】【Edit】2)选择钢材料属性【Properties of Outline Row 3: Structure Steel】【Isotropic ThermalConductivity】3)出现【Table of Properties Row 2: Thermal Conductivity】材料属性表，双击鼠标，点击每个区域输入材料属性参数：温度20℃，导热率30W/(m·℃)。
4)参数输完后，工程数据表显示导热率-温度图表。
3、DM建立模型1)选择【Geometry】【New Geometry】，出现【DesignModeler】程序窗口，选择尺寸单位【Millimeter】。
workbench有趣案列
workbench有趣案列
ANSYS Workbench 是一个强大的工程仿真软件平台，可以用于处理各种复杂的系统和组件。
下面是一些有趣的ANSYS Workbench 案例：
1.风力发电机设计：在Workbench中，可以使用CFD （Computational Fluid Dynamics）工具对风力发电机进行流场分析，优化设计，使其在风力利用效率方面达到最优。
2.汽车碰撞测试：利用Workbench的结构分析模块，可以对汽车进行碰撞测试分析，评估其结构强度和安全性。
3.机器人手臂优化：通过Workbench的优化设计模块，可以针对机器人手臂的各项性能指标进行优化，提高其运动性能和效率。
4.电子设备散热设计：使用Workbench的热分析工具，可以帮助设计者对电子设备的散热性能进行模拟和优化，确保设备在高负荷情况下仍能保持良好的散热效果。
5.航空发动机性能预测：通过Workbench的流体动力学分析工具，可以模拟航空发动机的工作过程，预测其性能表现，为发动机的设计和优化提供依据。
这些案例只是展示了Workbench的部分功能和应用场景，Workbench平台还具有更多高级功能和复杂的工程应用可能性。
ANSYS WORKBENCH 11.0热分析
面，如果两侧都被指定成接触面或目标面，则称为对称接触。 但是，在热分析中，指定哪一侧是接触面，哪一侧是目标面并不 重要。 • 缺省时，DS对实体装配体使用对称接触。 对ANSYS Professional 及更高级licenses ，用户可在需要时改 为反对称接触。
Availability
x x
x
In the figure on the left, the solid green double-arrows indicate heat flow within the contact region. Heat flow only occurs if a target surface is normal to a contact surface.
Availability
x x
x
Model shown is from a sample Inventor assembly.
… 装配体 – 接触区
• 在DS中，每个接触区都用到接触面和目标面的概念。
– 接触区的一侧由接触面组成，另一侧由目标面组成。 – 在接触的法向上允许有接触面和目标面间的热流。
Initially Touching
Inside Pinball Region Outside Pinball Region
Yes
Yes
No
Yes
Yes
No
Yes
No
No
Yes
No
No
– 接触的 pinball 区域由程序自动定义并被设置一个相对较小的 值，以调和模型中可能出现的小间隙。pinball 区域将在下一
The light, dotted green arrows indicate that no heat transfer will occur between parts.
ANSYS workbench稳态及瞬态热分析
b. 网格控制：在Details of “Mesh ” 中单击sizing，size function选择 Proximity and Curvature（临近 以及曲率）选项
c. 选中Mesh，单击鼠标右键
→Generate Mesh
c
1
稳态热分析实例
划分网格 e. 对于曲面模型使用Proximity and Curvature（临近以及曲率）网格控制会
k导热系数（W/(m·℃)），q二次导数为热流密度（W/m^2）
1
热分析简介
基本的传热方式：热传导、热对流、热辐射、相变 2. 热对流（Convection） 对流是指温度不同的各个部分流体之间发生相对运动所引起的热量传递方 式。 热对流满足牛顿冷却方程：
q" h(Ts Tb)
q"为热流密度； h为物质的对流传热系数 ； TS是固体的表面温度； Tb为周围流体温度。
（续）
1
流程简介ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
材料属性
1
流程简介
装配体与接触
•对于复杂的装配体模型，如果零件初始不接触将不会互相传热
•如果初始有接触就会发生传热
•对于不同的接触类型，将会决定接触面以及目标面之间是否会发生热量传递。 可以利用pinball调整模型可能出现的 间隙，如下表所示：
接触类型
•节点位于Pinball 内：
Mechanical。选中模型树 Geometry 下模型1 2. 在Detail of “1”中，展开Material选 项，单击Assignment后三角 3. 在下拉菜单中选择Copper Alloy
1
稳态热分析实例
划分网格 a. 首先使用程序自动划分网格，查
基于ANSYS WORKBENCH的摩擦生热分析
本篇文章说明，如何在WORBENCH中通过改变单元的形式来做摩擦生热的耦合分析。
【问题描述】在一个定块上，有一个滑块。
在滑块顶顶面上施加一垂直于表面指向定块的10MPa的分布力系。
现在滑块在定块表面上滑行3.75mm，要求摩擦而产生的热量，并计算滑块和定块内部的温度分布和应力分布。
定块的尺寸：宽5mm，高1.25mm，厚1mm滑块的尺寸：宽1.25mm，高1.5mm，厚1mm材料：弹性模量：7e10Pa;泊松比：0.3；密度：2700kg/m(3);热膨胀系数：23.86e-6/k；摩擦系数：0.2；热导率：150W/(M K)；比热：900J/(kg K）(注)该问题来自于许京荆的《ANSYS13.0 WORKBNCH数值模拟技术》,中国水利水电出版社，2012，P381.【问题分析】关键技术分析：此问题属于摩擦生热，不能够使用载荷传递法，而只能使用直接耦合法。
这就是说，只能用一个耦合单元来计算摩擦生热问题。
解决该问题的基本思路如下:(1) 使用瞬态结构动力学分析系统（2）在该系统中更改单元为PLANE223,它是一个耦合单元，可以完成多种耦合分析，这里使用其结构-热分析功能。
（3）定义两个载荷步，第一步将动块移动到指定位置，第二步保持最终位置，以获得平衡解。
（4）在求解设置中，关闭结构分析的惯性部分，而只做静力学结构分析，但是对于热分析仍旧做瞬态热分析。
（5）由于使用了瞬态动力学分析，结果中默认是没有温度可以直接从界面中得到的。
需要自定义结果，提取温度。
（6）此问题要多处使用插入命令的方式，从而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。
（7）瞬态结构动力学分析系统的工程数据中，无法得到热分析的部分参数，所以需要先创建一个单独的工程数据系统，然后把它与瞬态结构动力学分析的工程数据单元格相关联。
（8）在DM中创建两个草图，然后根据草图得到面物体。
再对这两个面物体进行平面应力的分析。
（9）本博文的主要目的是要阐述：如何在WORKBENCH中使用耦合单元进行多物理场的耦合分析。
Workbench教程_流体热单元和热应力分析
Workbench-Simulation Heat Transfer 11.0Workshop 10流体热单元和热应力分析分析Workshop Supplement •一个有内部热源的物块(4m x 10m x 1m)，通过三个水流通道(直径0.25m)进行冷却。
•计算流体的最大温度和全部的热流•通道由一维流体热单元“Pipe” 进行建模水流通道以线框方式查看分析参数Workshop Supplement•材料属性ρhVD =–使用钢材料Re启动几何文件Workshop Supplement•双击几何文件passages.agdb•查看实体模型。
附加三条线，用来表示水流。
–Solid–Center,Right,Left•查看参数管理器中的内容查看参数管中的内容•返回到Project页，然后启动一个新的仿真分析。
高亮仿真Workshop Supplement使用米作为长度单位指定水的材料属性Workshop Supplement •在Geometry下，高亮“Center” ，找到默认设置—Structural Steel。
•在水的细节栏中，左击Structural Steel然后选择新材料…•右击New Material，输入值并重命名为Water。
N M t i l输入值并重命名为W t设置材料属性Workshop Supplement •类似的，设置其他两条水流通道的材料属性…–在Right和Left下，将Structural Steel替代为S l S lWater。
钢的材料属性Workshop Supplement •接受Simulation定义的钢材料属性。
料属性分析类型Workshop Supplement •New Analysis –Steady State Thermal水流的几何–命令行Workshop Supplement•单元类型:默认情况下Si l ti将线定义为梁我们使用命令行来覆盖这个默认–默认情况下，Simulation将线定义为梁。
热分析举例
WS6.1-7
Workshop Supplement
WS6.1: Steady State Thermal Analysis
…作业 6.1 – Project Schematic
7. 在第一个系统A中，双击Model打开 Mechanical application. 7.
9. 改变 material 并对泵壳进行网格划分 （Part 1）：
a. 选中geometry下的Part 1 b. 在details of Part 1上导入材料
polyethylene c. 选中 Mesh ，设置 relevance（相关系
数）为100.
WS6.1-9
Workshop Supplement
作业 6.1 – 模型B步骤
14. 在 project schematic 上 双击B系统中的Model打开 Mechanical application 窗口
• 重复步骤 9 （a 到 c） 选 择材料Aluminum Alloy
• 重复步骤 10 和 11 给模型 B施加同样的边界条件
• 重复步骤 12 和 13 求解和 查看模型B的结果
WS6.1-13
Workshop Supplement
14.
WS6.1: Steady State Thermal Analysis
作业 6.1 – 求解模型 B
• 材料为aluminum alloy 的结果
Workshop Supplement
WS6.1-14
WS6.1: Steady State Thermal Analysis
Workbench - Mechanical Introduction
ansys workbench 11.0LED热分析
1
ANSYS 热分析实例教程—一灯论坛罗勇梨提供
1.
打开软件
2.选取模块
3.导入零件
4.设定零件的材料特性
点击Part 1,出来上示对话档(在左下角),在Material 一栏中选择New material 来设定材料的散热系数,如下图:选择Thermal 一栏,
在
中先输入数值,再点击前面方框,以保存.完
成后退出对话框
.
或选Import 直接设定零件材质(如材料能在Ansys 的材料库中找到,否则一般都采用前一种方法
):
5.创建网格
右键点击Mesh---Generate Mesh,自动创建即可.
6.设定分析项目.
在New anslysis 下拉菜单中选择稳态分析(Steady-State Thermal)
7.设定对流参数
按下图步骤点选:点击处,会弹出2处菜单,点选
.
8.设定热源
9.计算
如图右键弹出下拉菜单点选Temperature.
再右键Solve.。
8_Workbench_DS热分析
ANSYS BASIC TRAINING
稳态传热基础
• 对于一个DS中的稳态热分析， 温度 {T} 是由如下的矩阵求解：
K T T QT
这就导致了如下的一些假设： – 在稳态热分析中不考虑任何瞬态效应； – [K] 可以是常量或是温度的函数； • 每种材料属性中都可输入温度相关的热传导率； – {Q} 也可是常量或是温度的函数； • 在对流边界条件中可以输入温度相关的对流传热膜系数
ANSYS BASIC TRAINING
热分析使用的单元
• 在DS中， 可使用如下一些单元： – 实体通常用10节点四面体单元或 20节点六面体单元划分 • SOLID87和 SOLID90 – 面通常用 4节点 四边形壳单元划分 • SHELL57 使用实常数 • （SHELL131或SHELL132 目前已不使用） – 线通常用 2节点 线单元划分 • LINK33 使用实常数 • LINK33 还需要DM中定义的等效截面积 – 对热－应力分析，不使用耦合场单元。热－应力分析顺序进行，因 此可使用上面的热单元， 然后把温度场读进相应的结构单元中。
Inertial Loads
– 这是一些没有任何类比的载荷类型 • 对于像旋转速度、加速度之类的惯性载荷，没有热当量 • 对流边界条件的类比是一个结构分析中的“基础刚度”支撑， 类似于接地弹簧
ANSYS BASIC TRAINING
结果和后处理
• 可得到各种结果用于后处理： – 温度 – 热通量 – “反作用” 热流率
CT T K T T Qt, T
这里， t 是时间，{T} 是温度矩阵， [C] 是比热矩阵(热容)， [K] 是热传导矩阵，{Q} 是热流率载荷向量。 • 在稳态热分析中， 所有时间相关的项都不考虑， 但非线性现象还可 能存在。
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Inventory #00557 WS9-4
飞轮铸造分析-控制
• 激活时间积分。使用向后欧拉时间积分。 • 激活线性搜索收敛增强工具。 • 热导率表现了沙与铝的接触。 • 将进行两个分析
–Case 1: 观察1分钟内的凝固。 –Case 2: 运行第二个工况，持续30秒。
• 激活自动时间步
–初始和最小时间步长为0.001 sec –Case 1: 最大时间步长2.0 sec –Case 2: 最大时间步长5.0 sec
•铝 注意，密度和比热将被删除，因为可以替代的计算热焓。
温度相关的热导率
Temperature (°C) 100 200 300 400 530 800
KXX (W/m-°C) 206 215 228 249 268 290
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer 11.0
Workshop 9 – 飞轮铸造(相变分析)
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002557 WS9-1
案例 – 飞轮铸造分析
• 为了讲述在课程中论述的相变技术，将进行 一个飞轮铸造分析:
• 问题描述:
– 对一个铝制飞轮铸造进行相变分析。飞 轮是将溶解的铝注入沙模中制造的。
• 分析目标:
– 研究飞轮凝固过程。
Workshop Supplement
几何文件Wheel.agdb - 轴对称几何
飞轮几何
• 沙漠几何:
Workshop Supplement
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-7
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-2
飞轮铸造分析
Workshop Supplement
Workshop Supplement
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-5
• 建立对流边界条件。
–环境温度为30 °C，沙模侧面换热系数为7.5 W/m2-°C ，沙模顶面为5.75 W/m2-°C。
–底部不指定边界条件 (完全绝热).
• 在后处理中建立温度探测器。
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Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-9
材料属性 – 飞轮铸造分析
• 沙模的材料属性 (常数): 热导率: 密度: 比热:
0.346 W/m-°C 1520 kg/m3 816 J/kg-°C
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-3
步骤
Workshop Supplement
• 定义两种材Βιβλιοθήκη : 铝和沙。 • 建立瞬态热分析–指定时间步长控制。 –求解控制。
• 指定初始条件。 –沙模25 °C –铝800 °C
案例 – 飞轮铸造分析
飞轮几何:
Workshop Supplement
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-6
描述 • 部件在圆柱形沙模(高20厘米，半径25厘米)的中心。 • 铝在800 °C时注入沙模。 • 沙模初始温度为 25 °C 。 • 模型顶面和侧面与环境通过自由对流交换热量。 • 假设沙模和铝均为轴对称。 • 假设沙的热材料属性为常数，铝随时间变化。比热和密度将用来计算铝的热焓。
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #00557 WS9-8
几何类型
• 确认在2D behavior中选择了 “Axisymmetric” 。 高亮Geometry ，查看其细节栏。
Workshop Supplement
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
使用已存在的几何文件
Workshop Supplement
• 双击“wheel.agdb”，返回到Project 页，高亮wheel，打开Simulation，注意需要改变分析类型为2D
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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