ansys workbench热分析教程整理.docx
6-１
概念
概念
TrainingManual
?本章练习稳态热分析得模拟,包括:
A、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
?本节描述得应用一般都能在AＮSYSDｅsigｎSpaｃeＥntｒａ或更高版本中使用,除了ＡNＳＹSStｒuctｕral
?提示:在AＮSYＳ热分析得培训中包含了包括热瞬态分析得高级分析
?对于一个稳态热分析得模拟,温度矩阵｛T}通过下面得矩阵方程解得:
?假设：
?K?T
????Ｔ??
??Q?T??
稳态热传导基础TrainingManu
稳态热传导基础
TrainingManual
–[K]可以就就是一个常量或就就是温度得函数
–{Q｝可以就就是一个常量或就就是温度得函数
稳态热传导基础
稳态热传导基础
TrainingManual
?上述方程基于傅里叶定律：
?固体内部得热流(Ｆouriｅｒ’sLaｗ)就就是[K]得基础;
?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就就是很重要得。
A
A、几何模型
TrainingManual
?热分析里所有实体类都被约束:
–体、面、线
线实体得截面和轴向在DｅsｉgnMoｄｅｌer中定义
?热分析里不可以使用点质量(PｏintＭaｓｓ）得特性
?壳体和线体假设：
–
–壳体:没有厚度方向上得温度梯度
–线体:没有厚度变化,假设在截面上就是一个常量温度
?但在线实体得轴向仍有温度变化
…
…材料特性
TrainingManual
唯一需要得材料特性就就是导热性(TｈerｍalConｄuctｉviｔy)
ThｅrｍalConducｔｉvity在EngｉneerinｇDatａ中输入
?温度相关得导热性以表格形式输入
若存在任何
若存在任何得温度相关得材料特性,就将导致非线性求解。
B
B、组件-实体接触
TrainingManual
?对于结构分析，接触域就就是自动生成得，用于激活各部件间得热传导
…
…组件-接触区域
TrainingManual
–如果部件间初始就已经接触,那么就会出现热传导。
–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得解释
)。
–总结:
ＣｏntaｃtＴyｐe
ＨeａtTransｆerBｅtｗｅｅnParｔsinConｔａctＲｅgｉoｎ?
ＩnitiａllyＴouchｉnｇ
InｓｉdeＰｉｎballＲegion
OutsidePinbalｌRegion
Ｂoｎded
Yｅs
Yes
Ｎo
NoSｅｐaratiｏn
Yｅｓ
Yeｓ
No
Rｏuｇh
Yeｓ
No
No
Fｒictionlｅss
Yes
Ｎo
No
Frｉctiｏnal
Yｅs
No
Nｏ
–Pｉｎｂall区域决定了什么时候发生接触，并且就就是自动定义得,同时还给了一个相对较小得值来适应模型里得小间距。
…
…组件-接触区域
TrainingManual
?如果接触就就是Ｂondeｄ(绑定得）或noseｐaｒａｔion(无分离得),那么当面出现在ｐｉnballradius内时就会发生热传导(绿色实线表示)。
PinｂａｌlRａdius
右图中,两部件间得间距大于pinball区域,因此在这两个部件间会发生热传导。
?默认情况下,假设部件间就就是完美得热接触传导,意味着界面上不会发生温度降
?实际情况下,有些条件削弱了完美得热接触传导:
–
–
–
–
–
–
–
–
–
表面光滑度
表面粗糙度氧化物包埋液接触压力表面温度
?T
使用导电脂
、、、、
T
x
?接着……
–穿过接触界面得热流速，由接触热通量q决定：
q??TＣC
?
??T
???Ｔconｔａct?
–式中Tconｔact就就是一个接触节点上得温度，Ttarｇet就就是对应目标节点上得温度
–默认情况下,基于模型中定义得最大材料导热性KＸＸ和整个几何边界框得对角线AＳMDIAG，ＴＣＣ被赋以一个相对较大得值。
TＣC
???ＫXＸ
??１０,000／
?ＡＳMDIAG
…
…组件-导热率
TrainingManual
–这实质上为部件间提供了一个完美接触传导
?在ANSYSProｆesｓiｏnal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