ANSYS 10.0热力学有限元分析实例指导教程

前言

第1篇热分析基本教程

第1章ANSYS10.0热分析简介及常用操作

1.1ANSYS10.0热分析简介

1.1.1ANSYS10.0的热分析能力

1.1.2ANSYS10.0热分析分类

1.1.3ANSYS10.0中与热相关的耦合场分析种类

1.1.4ANSYS10.0中热分析单元简介

1.2ANSYS10.0中的常用操作

1.2.1拾取操作

1.2.2显示操作

第2章热分析基础知识

2.1传热学基本理论

2.1.1符号与单位

2.1.2热传递的方式

2.1.3热力学第一定律

2.1.4热分析的控制方程

2.2热分析有限元法

2.3热分析网格划分误差及计算误差估计

第3章稳态热分析

3.1稳态热分析概述

3.1.1稳态热分析定义

3.1.2稳态热分析的控制方程

3.2热载荷和边界条件的类型

3.2.1概述

3.2.2热载荷和边界条件注意事项

3.3稳态热分析基本步骤

第4章瞬态热分析与非线性热分析

4.1瞬态热分析概述

4.1.1瞬态热分析特性

4.1.2瞬态分析前处理考虑因素

4.1.3控制方程

4.1.4时间积分与时间步长预测

4.1.5时间步长设置

4.1.6数值求解过程

4.1.7瞬态分析准确程度的评估

4.1.8初始条件的施加

4.2非线性分析综述

4.2.1非线性分析特点

4.2.2稳态非线性求解过程

4.2.3非线性分析步骤

第5章热辐射分析

5.1热辐射基本理论及在ANSYS10.0中的处理方法

5.1.1热辐射特性

5.1.2热辐射基本术语

5.1.3ANSYS10.0中热辐射的处理方法

5.2ANSYS10.0中辐射建模方法

5.2.1使用辐射线单元建立辐射模型

5.2.2使用表面效应单元建立辐射模型

5.2.3使用辐射矩阵单元建立辐射模型

第6章相变分析

6.1相变基本术语

6.1.1相和相变

6.1.2潜热和焓

6.2ANSYS10.0中的相变分析基本思路及求解设置

6.2.1相变分析基本思路

6.2.2求解设置

第7章FLOTRANCFD分析简介

7.1FLOTRANCFD分析概述

7.1.1FLOTRANCFD分析的概念

7.1.2FLOTRANCFD分析的种类

7.2FLOTRANCFD分析基础

7.2.1FLOTRANCFD单元的特点

7.2.2FLOTRANCFD分析的一些限制及注意事项

7.2.3FLOTRANCFD分析的主要步骤

7.2.4FLOTRANCFD分析中产生的一些文件

7.2.5FLOTRANCFD分析中提高收敛性和稳定性的常用工具

7.2.6FLOTRANCFD分析过程中应处理的问题

第8章自适应网格划分及生死单元技术

8.1自适应网格划分技术

8.1.1目适应网格划分技术定义

8.1.2自适应网格划分的先决条件

8.1.3自适应网格划分技术的应用方法

8.1.4定制ADAPT宏(UADAPT.MAC)

8.1.5自适应网格划分的一些说明

8.2生死单元技术

8.2.1单元的生和死的定义

8.2.2单元生死的基本原理

8.2.3使用ANSYS10.0结果控制单元生死方法

8.2.4单元生死技术的注意事项

第9章与温度场相关的耦合场分析

9.1耦合场分析概述

9.1.1耦合场分析的定义

9.1.2耦合场分析的类型

9.1.3直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围

9.1.4涉及热分析的直接耦合和间接耦合分析典型应用实例

9.2间接手工热-应力耦合分析

9.2.1基本特点

9.2.2基本过程

9.2.3基本操作步骤

9.3摩擦生热在ANSYS10.0中的计算方法

第2篇热分析工程应用实例详解

第10章稳态热分析实例详解

10.1实例一电线生热分析

10.1.1问题描述

10.1.2问题分析

10.1.3GUI操作步骤

10.1.4总结

10.1.5APDL命令流程序

10.2实例二蒸汽管分析

10.2.1问题描述

10.2.2问题分析

10.2.3GUI操作步骤

10.2.4总结

10.3实例三热力管分析

10.3.1问题描述

10.3.2问题分析

1O.3.3GUI操作步骤

10.3.4总结

10.4实例四肋片换热器分析

10.4.1问题描述

10.4.2问题分析

10.4.3GUI操作步骤

10.4.4总结

第11章瞬态热分析实例详解

11.1实例一钢板加热过程分析

11.1.1问题描述

11.1.2问题分析

11.1.3GUI操作步骤

11.1.4总结

11.1.5APDL命令流程序

11.2实例二钢制零件淬油过程分析

11.2.1问题描述

11.2.2问题分析

11.2.3GUI操作步骤

11.2.4总结

11.3实例三温度控制加热器分析

11.3.1问题描述

11.3.2问题分析

11.3.3GUI操作步骤

11.3.4总结

11.4实例四两环形零件在一圆筒形水箱中冷却过程分析

11.4.1问题描述

11.4.2问题分析

11.4.3GUI操作步骤

11.4.4总结

第12章热辐射分析实例详解

12.1实例一黑体热辐射分析

12.1.1问题描述

12.1.2问题分析

12.1.3GUI操作步骤

12.1.4总结

12.1.5APDL命令流程序

12.2实例二两同心圆柱体间热辐射分析

12.2.1问题描述

12.2.2问题分析

12.2.3GUI操作步骤

12.2.4总结

12.3实例三一长方体形坯料空冷过程分析

12.3.1问题描述

12.3.2问题分析

12.3.3GUI操作步骤

12.3.4总结

12.4实例四圆台形物体热辐射分析

12.4.1问题描述

12.4.2问题分析

12.4.3GUI操作步骤

12.4.4总结

第13章相变分析实例详解

13.1实例一茶杯中水结冰过程分析

13.1.1问题描述

13.1.2问题分析

13.1.3GUI操作步骤

13.1.4总结

13.1.5APDL命令流程序

13.2实例二某零件铸造过程分析

13.2.1问题描述

13.2.2问题分析

13.2.3GUI操作步骤

13.2.4总结

13.3实例三某焊接件的两条焊缝在顺序焊接过程中的分析

13.3.1问题描述

13.3.2问题分析

13.3.3GUI操作步骤

13.3.4总结

第14章CFD分析实例详解

14.1实例一长方体热辐射分析

14.1.1问题描述

14.1.2问题分析

14.1.3GUI操作步骤

14.1.4总结

14.1.5APDL命令流程序

14.2实例二某换热器分析

14.2.1问题描述

14.2.2问题分析

14.2.3GUI操作步骤

14.2.4总结

第15章热结构耦合分析实例详解

15.1实例一两不同膨胀系数的物体热应力分析

15.1.1问题描述

15.1.2问题分析

15.1.3GUI操作步骤

15.1.4总结

15.1.5APDL命令流程序

15.2实例二两厚壁筒热应力分析

15.2.1问题描述

15.2.2问题分析

15.2.3GUI操作步骤

15.2.4总结

15.3实例三两物体热接触分析

15.3.1问题描述

15.3.2问题分析

15.3.3GUI操作步骤

15.3.4总结

15.4实例四某扁挤压筒的热结构耦合分析

15.4.1问题描述

15.4.2问题分析

15.4.3GUI操作步骤

15.4.4总结

15.5实例五圆柱形坯料镦粗过程分析

15.5.1问题描述

15.5.2问题分析

15.5.3GUI操作步骤

15.5.4总结

第16章摩擦生热分析实例详解

16.1实例一两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析

16.1.1问题描述

16.1.2问题分析

16.1.3GUI操作步骤

16.1.4总结

16.1.5APDL命令流程序

16.2实例二两物体相对转动过程中的摩擦生热分析

16.2.1问题描述

16.2.2问题分析

16.2.3GUI操作步骤

16.2.4总结

第17章高级应用实例详解

17.1实例一地下弥散过程分析

17.1.1问题描述

17.1.2问题分析

17.1.3GUI操作步骤

17.1.4总结

17.1.5APDL命令流程序

17.2实例二矩形截面梁稳态热交换过程的分析

17.2.1问题描述

17.2.2问题分析

17.2.3GUI操作步骤

17.2.4总结

17.3实例三表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析

17.3.1问题描述

17.3.2问题分析

17.3.3GUI操作步骤

17.3.4总结

17.4实例四矩形梁的隐式热分析、隐式结构分析和显式分析

17.4.1问题描述

17.4.2问题分析

17.4.3GUI操作步骤

17.4.4总结

17.5实例五由铜板连接的两半导体的热电耦合分析

17.5.1问题描述

17.5.2问题分析

17.5.3GUI操作步骤

17.5.4总结

17.6实例六圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析

17.6.1问题描述

17.6.2问题分析

17.6.3GUI操作步骤

17.6.4总结

参考文献

后记

　　ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学多物理场于一体的大型通用有限元分析软件，由世界上著名的有限元分析软件公司美国ANSYS公司开发。它提供与多数CAD软件的接口，实现数据共享和交换，同时也提供给用户以ANSYS为平台进行开发的各种工具。ANSYS功能强大，操作简单方便。本书以ANSYS10.0为平台ANSYS10.0热分析和与热相关的耦合场分析的基本思路、操作步骤、应用技巧进行了详细介绍，并结合典型工程应用实例详细讲述了ANSYS10.0具体工程应用方法。本书适合ANSYS10．0热分析初学者阅读，也适合期望提高热分析工程应用能力的读者使用。本书所举实例具有典型性、新颖性的特点。随书配送的光盘，包括全书所有实例的APDL程序文件，读者可以轻松快捷地掌握ANSYS10.0热分析的操作技巧和工程应用方法。　　ANSYS10.0软件是融结构、热、流体、电磁、声学多物理场于一体的大型通用有限元分析软件，包括多个模块，不但可进行隐式分析，也可进行显式分析，并且可进行多物理场间的复杂耦合分析。