ANSYS热应力分析实例
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热流体在代有冷却栅的管道里流动，如图为其轴对称截面图。管道及冷却栅的材料均为不锈钢，导热系数为1.25Btu/hr-in-oF，弹性模量为28E6lb/in2泊松比为0.3。管内压力为1000 lb/in2，管内流体温度为450 oF，对流系数为1 Btu/hr-in2-oF,外界流体温度为70 oF，对流系数为0.25 Btu/hr-in2-oF。求温度及应力分布。
7.3.2菜单操作过程
7.3.2.1设置分析标题
1、选择“Utility Menu>File>Change Title”，输入Indirect thermal-stress Analysis of a cooling fin。
2、选择“Utility Menu>File>Change Filename”，输入PIPE_FIN。
7.3.2.2进入热分析，定义热单元和热材料属性
1、选择“Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete”，选择PLANE55，设定单元选项为轴对称。
2、设定导热系数：选择“Main Menu>Preprocessor>Mate rial Porps>Material Models”，点击Thermal，Conductivity，Isotropic，输入1.25。
7.3.2.3创建模型
1、创建八个关键点，选择“Main Menu>Preprocessor>Creat>Keypoints>On Active CS”，关键点的坐标如下：
3、设定单元尺寸，并划分网格：“Main Menu>Preprocessor>Meshtool”，设定global size为0.125，选择AREA，Mapped，Mesh，点击Pick all。
7.3.2.4施加荷载
1、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates，From Full”，输入5，点击OK，选择管内壁节点；
2、在管内壁节点上施加对流边界条件：选择“Main
Menu>Solution>Apply>Convection>On nodes”，点击Pick，all，输入对流换热系数1，流体环境温度450。
3、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates，From Full”，
输入6,12，点击Apply；
4、选择“Utili ty Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates，Reselect”，输入0.25,1，点击Apply；
5、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates，Also select”，输入12，点击OK；
6、在管外边界上施加对流边界条件：选择“Main
Menu>Solution>Apply>Convection>On nodes”，点击Pick，all，输入对流换热系数0.25，流体环境温度70。
7.3.2.5求解
1、选择“Utility Menu>Select>Select Everything”。
2、选择“Main Menu>Solution>Solve Current LS”。
7.3.2.6后处理
1、显示温度分布：选择“Main Menu>General Postproc>Plot Result>Nodal Solution>
Temperature”。
7.3.2.7重新进入前处理，改变单元，定义结构材料
1、选择“Main Menu>Preprocessor>Element Type>Switch Elem Type”,选择Thermal to Structure。
2、选择“Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete”，点击Option，将结构单元设置为轴对称。
3、选择“Main Menu>Preprocessor>Material Porps>Material Models”，输入材料的EX为28E6，PRXY为0.3，ALPX为0.9E-5。
7.3.2.8定义对称边界条件
1、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates，From Full”，
输入0，点击Apply；
2、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates，Also select”，输入1，点击Apply；
3、选择“Main Menu>Solution>Apply>Displacement>Symmetry B.C. On Nodes”，点击Pick All，选择Y axis，点击OK；
7.3.2.8施加管内壁压力
1、选择“Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates，From Full”，输入5，点击OK；
2、选择“Main Menu>Solution>Apply>Pressure>On nodes”，点击Pick All，输入1000。
7.3.2.9设置参考温度
1、选择“Utility Menu>Select>Select Everything”。
2、选择“Mai n Menu>Solution>-Loads-Setting>Reference Temp”输入70。
7.3.2.10读入热分析结果
1、选择“Main Menu>Solution>Apply>Temperature>From Thermal Analysis>”，选择PIPE_FIN.rth。
7.3.2.11求解
选择“Main Menu>Solution>Solve Current LS”。
7.3.2.12后处理
选择“Main Menu>General Postpro>Plot Result>Nodal
Solution>Stress>Von Mises”。显示等效应力。
7.3.3等效的命令流方法
/filename,pipe_fin
/TITLE,Thermal-Stress Analysis of a cooling fin
/prep7!进入前处理
et,1,plane55!定义热单元