Ansys2024熱力學有限元素分析從入門到精通

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　熱分析基礎知識9
2.1　傳熱學基本理論10
2.1.1　符號與單位10
2.1.2　熱傳遞的方式11
2.1.3　熱力學第一定律12
2.1.4　熱分析的控制方程式12
2.2　熱分析有限元素法13
2.3　熱分析網格劃分誤差及計算誤差估計14
第3章　穩態熱分析16
3.1　 穩態熱分析概述17
3.1.1　穩態熱分析定義17
3.1.2　穩態熱分析的控制方程式17
3.2　熱載荷和邊界條件的類型17
3.2.1　概述17
3.2.2　熱載重與邊界條件注意事項18
3.3　穩態熱分析基本步驟18
第4章　穩態熱分析實例詳解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命令流程式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命令流程程式54
4.3　實例三－熱力學管分析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命令流程式78
4.4　實例四－肋片熱交換器分析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命令流程式86
第5章　瞬態熱分析與非線性熱分析87
5.1　瞬態熱分析概述88
5.1.1　瞬態熱分析特性88
5.1.2　瞬態分析前處理考慮因素88
5.1.3　控制方程式89
5.1.4　時間積分與時間步長預測89
5.1.5　時間步長設定90
5.1.6　數值求解過程91
5.1.7　瞬態分析準確程度的評估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94
5.2.2　穩態非線性求解過程94
5.2.3　非線性分析步驟95
第6章　瞬態熱分析實例詳解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命令流程程式112
6.2　實例二—鋼製零件淬油製程分析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命令流程程式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命令流程式133
6.4　實例四—兩環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命令流程式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命令流程程式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命令流程程式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命令流程式176
8.4　實例四—圓台形物體熱輻射分析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命令流程式183
第9章　相變分析184
9.1　相變基本術語185
9.1.1　相和相變185
9.1.2　潛在熱量與焓185
9.2　Ansys中的相變分析基本思路及求解設定186
9.2.1　相變分析基本思路186
9.2.2　求解設定188
第10章　相變分析實例詳解190
10.1　實例一—茶杯中水結冰過程分析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命令流程式203
10.2　實例二—某零件鑄造製程分析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命令流程程式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命令流程程式227
第11章　生死單元技術228
11.1　單元的生與死的定義229
11.2　單元生死的基本原理229
11.3　使用Ansys結果控制單元生死法232
11.4　應用單元生死技術的注意事項233
第12章　與溫度場相關的耦合場分析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用範圍238
12.1.4　涉及熱分析的直接耦合分析與間接耦合分析典型應用實例238
12.2　間接手工熱-應力耦合分析239
12.2.1　基本特點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