Ansys2024熱力學(xué)有限元分析從入門到精通

目　錄
前言
第1章　Ansys熱分析簡介及常用操作1
1.1　Ansys熱分析簡介2
1.1.1　Ansys的熱分析能力2
1.1.2　Ansys熱分析分類3
1.1.3　Ansys中與熱相關(guān)的耦合場分析種類3
1.1.4　Ansys中熱分析單元簡介3
1.2　Ansys中常用操作5
1.2.1　拾取操作5
1.2.2　顯示操作6
第2章　熱分析基礎(chǔ)知識9
2.1　傳熱學(xué)基本理論10
2.1.1　符號與單位10
2.1.2　熱傳遞的方式11
2.1.3　熱力學(xué)第一定律12
2.1.4　熱分析的控制方程12
2.2　熱分析有限元法13
2.3　熱分析網(wǎng)格劃分誤差及計算誤差估計14
第3章　穩(wěn)態(tài)熱分析16
3.1　 穩(wěn)態(tài)熱分析概述17
3.1.1　穩(wěn)態(tài)熱分析定義17
3.1.2　穩(wěn)態(tài)熱分析的控制方程17
3.2　熱載荷和邊界條件的類型17
3.2.1　概述17
3.2.2　熱載荷和邊界條件注意事項18
3.3　穩(wěn)態(tài)熱分析基本步驟18
第4章　穩(wěn)態(tài)熱分析實例詳解21
4.1　實例一——電線生熱分析22
4.1.1　問題描述22
4.1.2　問題分析22
4.1.3　GUI操作步驟22
4.1.4　APDL命令流程序38
4.2　實例二——蒸汽管分析40
4.2.1　問題描述40
4.2.2　問題分析41
4.2.3　GUI操作步驟41
4.2.4　APDL命令流程序54
4.3　實例三——熱力管分析59
4.3.1　問題描述59
4.3.2　問題分析59
4.3.3　GUI操作步驟59
4.3.4　APDL命令流程序78
4.4　實例四——肋片換熱器分析78
4.4.1　問題描述78
4.4.2　問題分析78
4.4.3　GUI操作步驟79
4.4.4　APDL命令流程序86
第5章　瞬態(tài)熱分析與非線性熱分析87
5.1　瞬態(tài)熱分析概述88
5.1.1　瞬態(tài)熱分析特性88
5.1.2　瞬態(tài)分析前處理考慮因素88
5.1.3　控制方程89
5.1.4　時間積分與時間步長預(yù)測89
5.1.5　時間步長設(shè)置90
5.1.6　數(shù)值求解過程91
5.1.7　瞬態(tài)分析準(zhǔn)確程度的評估92
5.1.8　初始條件的施加92
5.2　非線性分析綜述94
5.2.1　非線性分析特點(diǎn)94
5.2.2　穩(wěn)態(tài)非線性求解過程94
5.2.3　非線性分析步驟95
第6章　瞬態(tài)熱分析實例詳解103
6.1　實例一—鋼板加熱過程分析104
6.1.1　問題描述104
6.1.2　問題分析104
6.1.3　GUI操作步驟104
6.1.4　APDL命令流程序112
6.2　實例二—鋼制零件淬油過程分析114
6.2.1　問題描述114
6.2.2　問題分析114
6.2.3　GUI操作步驟114
6.2.4　APDL命令流程序122
6.3　實例三—溫度控制加熱器分析124
6.3.1　問題描述124
6.3.2　問題分析124
6.3.3　GUI操作步驟125
6.3.4　APDL命令流程序133
6.4　實例四—兩環(huán)形零件在圓筒形水箱中的冷卻過程133
6.4.1　問題描述133
6.4.2　問題分析134
6.4.3　GUI操作步驟 134
6.4.4　APDL命令流程序140
第7章　熱輻射分析141
7.1　熱輻射基本理論及在Ansys中的處理方法142
7.1.1　熱輻射特性142
7.1.2　熱輻射基本術(shù)語142
7.1.3　Ansys中熱輻射的處理方法145
7.2　Ansys中輻射建模方法145
7.2.1　使用輻射線單元建立輻射模型145
7.2.2　使用表面效應(yīng)單元建立輻射模型146
7.2.3　使用輻射矩陣單元建立輻射模型148
7.2.4　使用Radiosity求解器方法建立輻射模型153
第8章　熱輻射分析實例詳解154
8.1　實例一—黑體熱輻射分析155
8.1.1　問題描述155
8.1.2　問題分析155
8.1.3　GUI操作步驟155
8.1.4　APDL命令流程序158
8.2　實例二—兩同心圓柱體間熱輻射分析159
8.2.1　問題描述159
8.2.2　問題分析160
8.2.3　GUI操作步驟160
8.2.4　APDL命令流程序169
8.3　實例三—長方體鋼坯料空冷過程分析171
8.3.1　問題描述171
8.3.2　問題分析171
8.3.3　GUI操作步驟171
8.3.4　APDL命令流程序176
8.4　實例四—圓臺形物體熱輻射分析176
8.4.1　問題描述176
8.4.2　問題分析177
8.4.3　GUI操作步驟177
8.4.4　APDL命令流程序183
第9章　相變分析184
9.1　相變基本術(shù)語185
9.1.1　相和相變185
9.1.2　潛在熱量和焓185
9.2　Ansys中的相變分析基本思路及求解設(shè)置186
9.2.1　相變分析基本思路186
9.2.2　求解設(shè)置188
第10章　相變分析實例詳解190
10.1　實例一—茶杯中水結(jié)冰過程分析191
10.1.1　問題描述191
10.1.2　問題分析191
10.1.3　GUI操作步驟191
10.1.4　APDL命令流程序203
10.2　實例二—某零件鑄造過程分析206
10.2.1　問題描述206
10.2.2　問題分析207
10.2.3　GUI操作步驟207
10.2.4　APDL命令流程序216
10.3　實例三—某焊接件兩焊縫在順序焊接過程分析216
10.3.1　問題描述216
10.3.2　問題分析216
10.3.3　GUI操作步驟217
10.3.4　APDL命令流程序227
第11章　生死單元技術(shù)228
11.1　單元的生和死的定義229
11.2　單元生死的基本原理229
11.3　使用Ansys結(jié)果控制單元生死方法232
11.4　應(yīng)用單元生死技術(shù)的注意事項233
第12章　與溫度場相關(guān)的耦合場分析234
12.1　耦合場分析概述235
12.1.1　耦合場分析的定義235
12.1.2　耦合場分析的類型235
12.1.3　直接耦合解法或間接耦合解法的應(yīng)用范圍238
12.1.4　涉及熱分析的直接耦合分析和間接耦合分析典型應(yīng)用實例238
12.2　間接手工熱-應(yīng)力耦合分析239
12.2.1　基本特點(diǎn)239
12.2.2　基本過程239
12.2.3　基本操作步驟241
12.3　摩擦生熱在Ansys