ANSYS熱應(yīng)力分析實(shí)例課件

111問(wèn)題描述2如圖所示結(jié)構(gòu)，外側(cè)恒溫60℃，內(nèi)側(cè)恒溫0℃，該結(jié)構(gòu)下端固定，其材料均為鑄鐵，彈性模量2×105MPa，泊松比0.3，導(dǎo)熱系數(shù)為40W/(m·℃)，熱膨脹系數(shù)為15×10-6/℃，該結(jié)構(gòu)的安裝溫度為20℃。問(wèn)題描述2如圖所示結(jié)構(gòu)，外側(cè)恒溫60℃，內(nèi)側(cè)恒溫0℃，該結(jié)構(gòu)23該結(jié)構(gòu)在x-y平面內(nèi)的尺寸如圖所示，其在z方向的尺寸遠(yuǎn)大于x-y平面內(nèi)的尺寸。3該結(jié)構(gòu)在x-y平面內(nèi)的尺寸如圖所示，其在z方向的尺寸遠(yuǎn)大于3重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容41.間接法熱應(yīng)力分析步驟。2.掌握平面應(yīng)變的解決方案。3.掌握對(duì)稱結(jié)構(gòu)分析方案。4.掌握穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算方法。重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容41.間接法熱應(yīng)力分析步驟。45更改文件名：UtilityMenu>File>ChangeJobname更改文件名5更改文件名：UtilityMenu>File>Cha56選擇55號(hào)單元MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete選擇單元6選擇55號(hào)單元選擇單元671.給定材料的導(dǎo)熱系數(shù)40W/(m·℃)。MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels設(shè)置材料屬性71.給定材料的導(dǎo)熱系數(shù)40W/(m·℃)。設(shè)置材料屬性7建立實(shí)體模型（國(guó)際單位制）81.創(chuàng)建矩形A1：x1,y1(0,0)、x2,y2(0.01,0.07)MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions2.創(chuàng)建矩形A2：x1,y1(0,0.05)、x2,y2(0.08,0.07)3.顯示面的編號(hào)UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering4.對(duì)面A1和A2進(jìn)行overlap操作MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Areas建立實(shí)體模型（國(guó)際單位制）81.創(chuàng)建矩形A1：x1,y1(8999劃分網(wǎng)格101.打開Meshtool對(duì)話框MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool2.設(shè)定網(wǎng)格尺寸為0.002，網(wǎng)格形狀為四面體映射網(wǎng)格。3.mesh劃分網(wǎng)格101.打開Meshtool對(duì)話框10111111121.進(jìn)入Solution處理器。MainMenu>Solution2.設(shè)定分析類型為“steady-state”。MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis3.在外邊界線上定義溫度載荷60。MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnLines4.在內(nèi)邊界線定義溫度載荷0。5.圖形窗口顯示線。UtilityMenu>Plot>Lines施加載荷121.進(jìn)入Solution處理器。施加載荷12131313求解14MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS求解14MainMenu>Solution>Solve>C14查看溫度場(chǎng)分布15MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu查看溫度場(chǎng)分布15MainMenu>GeneralPo15161616保存17穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算完畢，下面修改分析文件名稱，進(jìn)行熱應(yīng)力計(jì)算。保存17穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算完畢，下面修改分析文件名稱，進(jìn)行熱應(yīng)17轉(zhuǎn)換分析類型181.退出后處理器。

MainMenu>Finish2.修改分析名稱為thermal-stressUtilityMenu>File>ChangeJobname

轉(zhuǎn)換分析類型181.退出后處理器。18193.轉(zhuǎn)換單元類型。MainMenu>Preprocessor>ElementType>SwitchElemType193.轉(zhuǎn)換單元類型。19204.設(shè)置單元選項(xiàng)。MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在彈出對(duì)話框中點(diǎn)擊“Options”按鈕。204.設(shè)置單元選項(xiàng)。20214.設(shè)置Elementbehavior為平面應(yīng)變。214.設(shè)置Elementbehavior為平面應(yīng)變。21225.設(shè)置熱應(yīng)力分析的材料屬性。225.設(shè)置熱應(yīng)力分析的材料屬性。2223給定彈性模量為2e11，泊松比為0.3。23給定彈性模量為2e11，泊松比為0.3。2324雙擊“ThermalExpansion、SecantCoefficient、Isotropic”。24雙擊“ThermalExpansion、Secant2425輸入熱膨脹系數(shù)為15e-6，參考溫度20。25輸入熱膨脹系數(shù)為15e-6，參考溫度20。25施加載荷261.施加溫度載荷。MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Temperature>FromThermAnaly施加載荷261.施加溫度載荷。26272.在L1上施加位移約束。MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines272.在L1上施加位移約束。27282.在L6上施加對(duì)稱約束。MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnLines注：S標(biāo)志表示對(duì)稱約束。282.在L6上施加對(duì)稱約束。注：S標(biāo)志表示對(duì)稱約束。28求解29MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS求解29MainMenu>Solution>Solve>C29查看計(jì)算結(jié)果30MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu查看計(jì)算結(jié)果30MainMenu>GeneralPost30313131保存32保存323233333334134問(wèn)題描述35如圖所示結(jié)構(gòu)，外側(cè)恒溫60℃，內(nèi)側(cè)恒溫0℃，該結(jié)構(gòu)下端固定，其材料均為鑄鐵，彈性模量2×105MPa，泊松比0.3，導(dǎo)熱系數(shù)為40W/(m·℃)，熱膨脹系數(shù)為15×10-6/℃，該結(jié)構(gòu)的安裝溫度為20℃。問(wèn)題描述2如圖所示結(jié)構(gòu)，外側(cè)恒溫60℃，內(nèi)側(cè)恒溫0℃，該結(jié)構(gòu)3536該結(jié)構(gòu)在x-y平面內(nèi)的尺寸如圖所示，其在z方向的尺寸遠(yuǎn)大于x-y平面內(nèi)的尺寸。3該結(jié)構(gòu)在x-y平面內(nèi)的尺寸如圖所示，其在z方向的尺寸遠(yuǎn)大于36重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容371.間接法熱應(yīng)力分析步驟。2.掌握平面應(yīng)變的解決方案。3.掌握對(duì)稱結(jié)構(gòu)分析方案。4.掌握穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算方法。重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容41.間接法熱應(yīng)力分析步驟。3738更改文件名：UtilityMenu>File>ChangeJobname更改文件名5更改文件名：UtilityMenu>File>Cha3839選擇55號(hào)單元MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete選擇單元6選擇55號(hào)單元選擇單元39401.給定材料的導(dǎo)熱系數(shù)40W/(m·℃)。MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels設(shè)置材料屬性71.給定材料的導(dǎo)熱系數(shù)40W/(m·℃)。設(shè)置材料屬性40建立實(shí)體模型（國(guó)際單位制）411.創(chuàng)建矩形A1：x1,y1(0,0)、x2,y2(0.01,0.07)MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions2.創(chuàng)建矩形A2：x1,y1(0,0.05)、x2,y2(0.08,0.07)3.顯示面的編號(hào)UtilityMenu>PlotCtrls>Numbering4.對(duì)面A1和A2進(jìn)行overlap操作MainMenu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Areas建立實(shí)體模型（國(guó)際單位制）81.創(chuàng)建矩形A1：x1,y1(4142942劃分網(wǎng)格431.打開Meshtool對(duì)話框MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool2.設(shè)定網(wǎng)格尺寸為0.002，網(wǎng)格形狀為四面體映射網(wǎng)格。3.mesh劃分網(wǎng)格101.打開Meshtool對(duì)話框43441144451.進(jìn)入Solution處理器。MainMenu>Solution2.設(shè)定分析類型為“steady-state”。MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalysis3.在外邊界線上定義溫度載荷60。MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>OnLines4.在內(nèi)邊界線定義溫度載荷0。5.圖形窗口顯示線。UtilityMenu>Plot>Lines施加載荷121.進(jìn)入Solution處理器。施加載荷45461346求解47MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS求解14MainMenu>Solution>Solve>C47查看溫度場(chǎng)分布48MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu查看溫度場(chǎng)分布15MainMenu>GeneralPo48491649保存50穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算完畢，下面修改分析文件名稱，進(jìn)行熱應(yīng)力計(jì)算。保存17穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)計(jì)算完畢，下面修改分析文件名稱，進(jìn)行熱應(yīng)50轉(zhuǎn)換分析類型511.退出后處理器。

MainMenu>Finish2.修改分析名稱為thermal-stressUtilityMenu>File>ChangeJobname

轉(zhuǎn)換分析類型181.退出后處理器。51523.轉(zhuǎn)換單元類型。MainMenu>Preprocessor>ElementType>SwitchElemType193.轉(zhuǎn)換單元類型。52534.設(shè)置單元選項(xiàng)。MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在彈出對(duì)話框中點(diǎn)擊“Options”按鈕。204.設(shè)置單元選項(xiàng)。53544.設(shè)置Elementbehavior為平面應(yīng)變。214.設(shè)置Elementbehavior為平面應(yīng)變。54555.設(shè)置熱應(yīng)力分析的材料屬性。225.設(shè)置熱應(yīng)力分析的材料屬性。5556給定彈性模量為2e11，泊松比為0.3。23給定彈性模量為2e11，泊松比為0.3。5657雙擊“ThermalExpansion、SecantCoefficient、Isotropic”。24雙擊“ThermalExpansion、Secant5758輸入熱膨脹系數(shù)為15e-6，參考溫度20。25輸入熱膨脹系數(shù)為15e-6，參考溫度20。58施加載荷591.施加溫度載荷。MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Temperature>FromThermAnaly施加載荷261.施加溫度載荷。59602.在L1上施加位移約束。MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines272.在L1上施加位移約束。60612.在L6上施加對(duì)稱約束。MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displace