ANSYS热应力分析实例课件

1问题描述如图所示结构，外侧恒温60℃，内侧恒温0℃，该结构下端固定，其材料均为铸铁，弹性模量2×105MPa，泊松比0.3，导热系数为40W/(m·℃)，热膨胀系数为15×10-6/℃，该结构的安装温度为20℃。2该结构在x-y平面内的尺寸如图所示，其在z方向的尺寸远大于x-y平面内的尺寸。3重点学习内容1.间接法热应力分析步骤。2.掌握平面应变的解决方案。3.掌握对称结构分析方案。4.掌握稳态温度场计算方法。4更改文件名更改文件名：UtilityMenu>File>ChangeJobname5选择单元选择55号单元MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete6设置材料属性1.给定材料的导热系数40W/(m·℃)。Main

Menu>

Preprocessor>

Material

Props>

Material

Models7建立实体模型（国际单位制）1.创建矩形A1：x

,y

(0,0)、x

,y

(0.01,0.07)1122MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>ByDimensions2.创建矩形A2：x

,y

(0,0.05)、x

,y

(0.08,0.07)11223.显示面的编号Utility

Menu>PlotCtrls>Numbering4.对面A1和A2进行overlap操作Main

Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Overlap>Areas89划分网格1.打开Meshtool对话框MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool2.设定网格尺寸为0.002，网格形状为四面体映射网格。3.mesh1011施加载荷1.进入Solution处理器。MainMenu>Solution2.设定分析类型为“steady-state”。Main

Menu>Solution>Analysis

Type>New

Analysis3.在外边界线上定义温度载荷60。Main

Menu>Solution>DefineLoads>Apply>Thermal>Temperature>On

Lines4.在内边界线定义温度载荷0。5.图形窗口显示线。Utility

Menu>Plot>Lines1213求解Main

Menu>Solution>Solve>Current

LS14查看温度场分布MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolu1516保存稳态温度场计算完毕，下面修改分析文件名称，进行热应力计算。17转换分析类型1.退出后处理器。Main

Menu>Finish2.修改分析名称为thermal-stressUtility

Menu>File>Change

Jobname183.转换单元类型

。Main

Menu>Preprocessor>Element

Type>Switch

Elem

Type194.设置单元选项。Main

Menu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete在弹出对话框中点击“Options”按钮。204.设置Element

behavior为平面应变。215.设置热应力分析的材料属性。22给定弹性模量为2e11，泊松比为0.3。23双击“ThermalExpansion、SecantCoefficient、Isotropic”。24输入热膨胀系数为15e-6，参考温度20。25施加载荷1.施加温度载荷。Main

Menu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Temperature>From

Therm

Analy262.在L1上施加位移约束。MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines272.在L6上施加对称约束。MainMenu>Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>SymmetryB.C.>OnLines注：S标志表示对称约束。28求解Main