热分析及耦合分析

热分析及耦合分析第一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-2热分析的基本概念及标准单位(SI)温度热流量热传导率密度比热对流换热系数热流温度梯度内部热生成DegreesC(orK)WattsWatts/(meter-degreeC)kilogram/(meter3)(Watt-sec)/(kilogram-degreeC)Watt/(meter2-degreeC)Watt/(meter2)degreeC/meterWatt/(meter3)第二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-3二、热力学基础

------热传递的类型热传递有三种基本类型:传导-两个良好接触的物体之间的能量交换或一个物体内由于温度梯度引起的内部能量交换。对流-在物体和周围介质之间发生的热交换。辐射-一个物体或两个物体之间通过电磁波进行的能量交换。在绝大多数情况下，我们分析的热传导问题都带有对流和/或辐射边界条件。第三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-4A传导传导的热流由传导的傅立叶定律决定：负号表示热沿梯度的反向流动(i.e.,热从热的部分流向冷的).Tnq*dTdn第四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-5B对流对流的热流由冷却的牛顿准则得出:对流一般作为面边界条件施加TBTs第五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-6C辐射从平面

i到平面

j的辐射热流由施蒂芬-玻斯曼定律得出:在ANSYS中将辐射按平面现象处理(i.e.,体都假设为不透明的)。ij第六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-7二、热力学基础

------热力学第一定律能量守恒要求系统的能量改变与系统边界处传递的热和功数值相等。能量守恒在一个短的时间增量下可以表示为方程形式将其应用到一个微元体上，就可以得到热传导的控制微分方程。EEEEstoredinthrutheboundaryoutthrutheboundarygenerated+++=0第七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-8（一）稳态传热如果系统的净热流率为０，即流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量：q流入+q生成-q流出=0，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度不随时间变化。稳态热分析的能量平衡方程为（以矩阵形式表示）

式中：

为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；

为节点温度向量；

为节点热流率向量，包含热生成；

ANSYS利用模型几何参数、材料热性能参数以及所施加的边界条件，生成

、

以及

。第八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-9（二）瞬态传热瞬态传热过程是指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。根据能量守恒原理，瞬态热平衡可以表达为（以矩阵形式表示）：式中:为传导矩阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；

为比热矩阵,考虑系统内能的增加;

为节点温度向量；

为温度对时间的导数;

为节点热流率向量，包含热生成。第九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-10三、热分析的有限元法在ANSYS/Multiphysics、ANSYS/Mechanical、ANSYS/Thermal、ANSYS/FLOTRAN、ANSYS/ED五种产品中包含热分析功能,其中ANSYS/FLOTRAN不含相变热分析。ANSYS热分析基于能量守恒原理的热平衡方程，用有限元法计算各节点的温度，并导出其它热物理参数。第十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-11热分析的有限元法分类：稳态分析与瞬态分析线性与非线性分析第十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-12热分析的有限元法线性与非线性分析如果有下列情况产生，则为非线性热分析：①、材料热性能随温度变化，如K(T),C(T)等；②、边界条件随温度变化，如h(T)等；③、含有非线性单元；④、考虑辐射传热；非线性热分析的热平衡矩阵方程为：第十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-131、有限元热分析中的基本符号求解连续性温度在一个单元中和单元内部边界上是连续的(i.e.,单值的)温度梯度和热流在一个单元中是连续的，在单元内部边界上是不连续的能量平衡在每个结点上都能够满足，因为基本方程表示了结点能量平衡。热传导的傅立叶定律满足因为它用于推导基本方程并用于从单元温度梯度中求解单元热流。第十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-141、有限元热分析中的基本符号一般来说，稳态分析中网格上结点温度比实际温度要低。也就是说，如果加密网格，温度将增加，但加密到一定程度，结果将不显著增加(i.e.,结果收敛)。T网格密度第十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-151、有限元热分析中的基本符号引起奇异性的原因整体求解的奇异性在稳态分析中当有热量输入(e.g.,施加结点热流，热流，内部热源)而无热流流出(指定的结点温度，对流载荷等)，稳态的温度将是无限大的。等同于结构分析中的刚体位移。温度梯度/热流奇异性如果对点热源处的网格细分下去的话，梯度/热流将无限增加。凹角和网格中的“裂缝”。形状不好的单元。第十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-162、网格划分误差实际上任何产生不连续热流区域的有限元模型都是有误差的。在单元内部边界上热流不连续的大小将作为ANSYS进行误差估计的基础。网格划分误差估计一般用于实体和壳单元，而且单元所在区域的单元类型是均一的(e.g.,具有共同的特性)，热流在该区域中也就是连续的。第十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-173、何时需要定义比热和密度?瞬态问题,这些数值用于形成比热矩阵(该矩阵表示瞬态分析中需要的热能存储效果).稳态分析中包括有热质量传递效果(i.e.,模型中有流动导体介质).第十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-18四、稳态热分析1、稳态传热的定义稳态传热用于分析稳定的热载荷对系统或部件的影响。通常在进行瞬态热分析以前，进行稳态热分析用于确定初始温度分布。稳态热分析可以通过有限元计算确定由于稳定的热载荷引起的温度、热梯度、热流率、热流密度等参数第十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-19四、稳态热分析2、热分析的单元热分析涉及到的单元有大约40种，其中纯粹用于热分析的有14种：线性：

LINK32 二维二节点热传导单元 LINK33 三维二节点热传导单元 LINK34 二节点热对流单元 LINK31 二节点热辐射单元第十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-20四、稳态热分析2、热分析的单元二维实体： PLANE55 四节点四边形单元 PLANE77 八节点四边形单元 PLANE35 三节点三角形单元 PLANE75 四节点轴对称单元 PLANE78 八节点轴对称单元第二十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-21四、稳态热分析2、热分析的单元三维实体

SOLID87 六节点四面体单元 SOLID70 八节点六面体单元 SOLID90 二十节点六面体单元壳 SHELL57 四节点点 MASS71 有关单元的详细解释，请参阅《ANSYSElementReferenceGuide》第二十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-22四、稳态热分析3、ANSYS稳态热分析的基本过程

前处理：

建模求解：

施加载荷计算后处理：

查看结果第二十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-23A建模①、确定jobname、title、unit；②、进入PREP7前处理，定义单元类型，设定单元选项；③、定义单元实常数；④、定义材料热性能参数，对于稳态传热，一般只需定义导热系数，它可以是恒定的，也可以随温度变化；⑤、创建几何模型并划分网格，第二十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-24B施加载荷计算定义分析类型如果进行新的热分析：Command:ANTYPE,STATIC,NEWGUI:Mainmenu>Solution>-AnalysisType->NewAnalysis>Steady-state如果继续上一次分析，比如增加边界条件等：Command:ANTYPE,STATIC,RESTGUI:Mainmenu>Solution>AnalysisType->Restart第二十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-25B施加载荷计算施加载荷可以直接在实体模型或单元模型上施加五种载荷(边界条件)：a、恒定的温度通常作为自由度约束施加于温度已知的边界上。CommandFamily:

DGUI：MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Temperature第二十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-26B施加载荷计算b、热流率热流率作为节点集中载荷，主要用于线单元模型中(通常线单元模型不能施加对流或热流密度载荷)，如果输入的值为正，代表热流流入节点，即单元获取热量。如果温度与热流率同时施加在一节点上则ANSYS读取温度值进行计算。注意：如果在实体单元的某一节点上施加热流率，则此节点周围的单元要密一些，在两种导热系数差别很大的两个单元的公共节点上施加热流率时，尤其要注意。此外，尽可能使用热生成或热流密度边界条件，这样结果会更精确些。CommandFamily:FGUI：MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-HeatFlow第二十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-27B施加载荷计算c、对流对流边界条件作为面载施加于实体的外表面，计算与流体的热交换，它仅可施加于实体和壳模型上，对于线模型，可以通过对流线单元LINK34考虑对流。CommandFamily:SFGUI：MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-Convection第二十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-28B施加载荷计算d、热流密度热流密度也是一种面载。当通过单位面积的热流率已知或通过FLOTRANCFD计算得到时，可以在模型相应的外表面施加热流密度。如果输入的值为正，代表热流流入单元。热流密度也仅适用于实体和壳单元。热流密度与对流可以施加在同一外表面，但ANSYS仅读取最后施加的面载进行计算。CommandFamily:FGUI：MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-HeatFlux第二十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-29B施加载荷计算e、生热率生热率作为体载施加于单元上，可以模拟化学反应生热或电流生热。它的单位是单位体积的热流率。CommandFamily:BFGUI：MainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Thermal-HeatGenerat第二十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-30确定载荷步选项

对于一个热分析，可以确定普通选项、非线性选项以及输出控制。a.普通选项时间选项：虽然对于稳态热分析，时间选项并没有实际的物理意义，但它提供了一个方便的设置载荷步和载荷子步的方法。Command:TIMEGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Time/Frequenc>Time-TimeStep/TimeandSubstpsB施加载荷计算第三十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-31每载荷步中子步的数量或时间步大小：对于非线性分析，每一载荷步需要多个子步。Command:NSUBSTGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts->Time/Frequenc>TimeandSubstpsCommand:DELTIMGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts->Time/Frequenc>Time-TimeStep第三十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-32确定载荷步选项递进或阶跃选项：如果定义阶越(stepped)选项，载荷值在这个载荷步内保持不变；如果为递进(ramped)选项，则载荷值由上一载荷步值到本载荷步值随每一子步线性变化。Command:KBCGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Time/Frequenc>Time-TimeStep/TimeandSubstps第三十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-33b.非线性选项迭代次数：本选项设置每一子步允许的最多的迭代次数。默认值为25，对大数热分析问题足够。Command:NEQITGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Nolinear>EquilibriumIter自动时间步长:对于非线性问题，可以自动设定子步间载荷的增长，保证求解的稳定性和准确性。Command:AUTOTSGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Time/Frequenc>Time-TimeStep/TimeandSubstps第三十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-34收敛误差：可根据温度、热流率等检验热分析的收敛性。Command:CNVTOLGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Nolinear>ConvergenceCrit求解结束选项：如果在规定的迭代次数内，达不到收敛，ANSYS可以停止求解或到下一载荷步继续求解。Command:NCNVGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Nolinear>CriteriatoStop第三十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-35线性搜索：设置本选项可使ANSYS用Newton-Raphson方法进行线性搜索。Command:LNSRCHGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Nolinear>LineSearch预测矫正：本选项可激活每一子步第一次迭代对自由度求解的预测矫正。Command:PREDGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-Nolinear>Predictor第三十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-36输出控制控制打印输出：本选项可将任何结果数据输出到*.out文件中。Command:OUTPRGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-OutputCtrls>SoluPrintout控制结果文件：控制*.rth的内容。Command:OUTRESGUI:MainMenu>Solution>-LoadStepOpts-OutputCtrls>DB/ResultsFile第三十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-37确定分析选项Newton-Raphson选项（仅对非线性分析有用）Command:NROPTGUI:MainMenu>Solution>AnalysisOptions选择求解器：可选择如下求解器中一个进行求解：第三十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-38Frontalsolver(默认）JacobiConjugateGradient(JCG)solverJCGout-of-memorysolverIncompleteCholeskyConjugateGradient(ICCG)solverPre-ConditionedConjugateGradientSolver(PCG)Iterative(automaticsolverselectionoption)Command:EQSLVGUI:MainMenu>Solution>AnalysisOptions第三十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-39注意：热分析可选用Iterative选项进行快速求解，但如下情况除外：热分析包含SURF19或SURF22或超单元；热辐射分析；相变分析需要restartananalysis确定绝对零度：在进行热辐射分析时，要将目前的温度值换算为绝对温度。如果使用的温度单位是摄氏度，此值应设定为273；如果使用的是华氏度，则为460。第三十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-40Command:TOFFSTGUI:MainMenu>Solution>AnalysisOptions保存模型:点击ANSYS工具条SAVE_DB。求解Command:SOLVEGUI:MainMenu>Solution>CurrentLS第四十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-41ANSYS将热分析的结果写入*.rth文件中，它包含如下数据：

基本数据：节点温度

导出数据：节点及单元的热流密度节点及单元的热梯度单元热流率节点的反作用热流率C后处理第四十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-42进入POST1后，读入载荷步和子步：Command:SETGUI:MainMenu>GeneralPostproc>-ReadResults-ByLoadStep可以通过如下三种方式查看结果：C后处理第四十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-43彩色云图显示Command:PLNSOL,PLESOL,PLETAB等GUI:MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>NodalSolu,ElementSolu,ElemTable矢量图显示Command:PLVECTGUI:MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Pre-definedorUserdefined列表显示Command:PRNSOL,PRESOL,PRRSOL等GUI:MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolu,ElementSolu,ReactionSoluC后处理第四十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日2-44五、耦合分析发动机缸盖工作状态飞机机翼工作状态发动机活塞工作状态霍尔元件工作压电传感结构以热-应力（热固）为重点第四十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-45什么是耦合场分析?

耦合场分析考虑两个或两个以上的物理场之间的相互作用。这种分析包括直接和间接耦合分析。当进行直接耦合时,多个物理场（如热—电）的自由度同时进行计算。这称为直接方法，适用于多个物理场各自的响应互相依赖的情况。由于平衡状态要满足多个准则才能取得，直接耦合分析往往是非线性的。每个结点上的自由度越多，矩阵方程就越庞大，耗费的机时也越多。下表列出了ANSYS中可以用作直接耦合分析的单元类型。不是所有单元都有温度自由度。第四十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-46什么是耦合场分析?(续)间接耦合分析是以特定的顺序求解单个物理场的模型。前一个分析的结果作为后续分析的边界条件施加。有时也称之为序贯耦合分析。本分析方法主要用于物理场之间单向的耦合关系。例如，一个场的响应（如热）将显著影响到另一个物理场（如结构）的响应，反之不成立。本方法一般来说比直接耦合方法效率高，而且不需要特殊的单元类型。本章中我们只讨论涉及热的耦合现象。请注意并非所有ANSYS产品都支持所有耦合单元类型和分析选项。例如，ANSYS/Thermal产品只提供热—电直接耦合。详细说明参见Coupled-FieldAnalysisGuide。第四十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-47直接方法-例题在第七章对流部分中，介绍了FLUID66和FLUID116热—流单元。该单元具有热和压力自由度，因此是直接耦合场单元。ANSYS有一些其他的耦合单元，具有结构，热，电，磁等自由度。绝大多数的实际问题只涉及到少数几个物理场的耦合。这里提供了几个涉及到热现象的直接耦合场分析。热—结构:热轧铝板铝板的温度将影响材料弹塑性特性和热应变。机械和热载荷使得板产生大应变。新的热分析必须计入形状改变。第四十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-48直接方法-例题(续)热-电磁场:钢芯的热传递传导线圈在钢芯周围产生电磁场。该区域的交变电流在钢芯内产生焦耳热。钢芯在热作用下产生高温，由于温度变化梯度很大，因此必须考虑钢芯材料特性随温度的变化。而且，磁场变化的强度和方向都会改变。象这种电磁场谐波分析，只要得出磁向量势{A}，就能计算出电流密度向量{J}。它用来计算下式中的焦耳热:第四十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-49直接方法-前处理在直接耦合场分析的前处理中要记住以下方面:使用耦合场单元的自由度序列应该符合需要的耦合场要求。模型中不需要耦合的部分应使用普通单元。仔细研究每种单元类型的单元选项，材料特性合实常数。耦合场单元相对来说有更多的限制(如,PLANE13不允许热质量交换而PLANE55单元可以,SOLID5不允许塑性和蠕变而SOLID45可以)。不同场之间使用统一的单位制。例如，在热-电分析中，如果电瓦单位使用瓦(焦耳/秒)，热单位就不能使用Btu/s。由于需要迭代计算，热耦合场单元不能使用子结构。第四十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-50直接方法-加载,求解,后处理

在直接方法的加载，求解，后处理中注意以下方面：如果对带有温度自由度的耦合场单元选择瞬态分析类型的话：瞬态温度效果可以在所有耦合场单元中使用。瞬态电效果(电容，电感)不能包括在热-电分析中(除非只是TEMP和VOLT自由度被激活)。带有磁向量势自由度的耦合场单元可以用来对瞬态磁场问题建模(如,SOLID62).带有标量势自由度的单元只能模拟静态现象(SOLID5)。学习每种单元的自由度和允许的载荷。耦合场单元允许的相同位置(节点,单元面等)施加多种类型的载荷(D,F,SF,BF)。耦合场分析可以使高度非线性的。考虑使用Predictor和LineSearch功能改善收敛性。考虑使用Multi-Plots功能将不同场的结果同时输出到多个窗口中。第五十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-51间接方法间接方法用于求解间接耦合场问题。它需要连续进行两个单场的分析(而不是同时)，第一种分析的结果作为第二种分析的载荷。如:热结构热结构许多问题需要热到结构的耦合(温度引起的热膨胀)但反之不可

结构到热耦合是可以忽略的(小的应变将不对初始的热分析结果产生影响)在实用问题中，这种方法比直接耦合要方便一些，因为分析使用的是单场单元，不用进行多次迭代计算。第五十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-52间接方法-例题叶片和盘中的温度会产生热膨胀应变。这会显著影响应力状态。由于应变较小，而且接触区域是平面对平面的，因此温度解不用更新。DiskSectorAirfoilPlatformRoot下面是有关热现象的一些可以使用间接耦合方法进行分析的例子:热-结构: 透平机叶片部件分析这种分析又叫做热应力分析。这合非常典型的分析类型将在后面有更加详细的描述。第五十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-53间接方法-例题(续)热-电: 嵌于玻璃盘的电热器嵌于玻璃盘的电热器中有电流。这使得电线中有焦耳热产生。

由于热效应，电线和盘中温度增加。由于系统的温度变化不大，热引起的电阻变化被忽略。因此，电流也是不变的。当电压{V}求解后，可以用于下式中求解焦耳热:+V-第五十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-54间接方法-过程在ANSYS中由两个基本方法进行序贯耦合场分析。它们主要区别在于每个场的特性是如何表示的:物理环境方法-单独的数据库文件在所有场中使用。用多个物理环境文件来表示每个场的特性。手工方法-多个数据库被建立和存储，每次研究一种场。每个场的数据都存储在数据库中。在下面我们将对每种方法和其优点加以讨论。第五十四页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-55物理环境为了自动进行序贯耦合场分析，ANSYS允许用户在一个模型中定义多个物理环境。一个物理环境代表模型在一个场中的行为特性。物理环境文件是ASCII码文件，包括以下内容:单元类型和选项节点和单元坐标系耦合和约束方程分析和载荷步选项载荷和边界条件GUI界面和标题在建立带有物理环境的模型时，要选择相容于所有物理场的单元类型。例如，8节点的热块单元与8节点的结构块单元相容，而不与10节点结构单元相容:yesno在使用降阶单元形状时要注意。具有相同基本形状的单元不一定支持该种单元的降阶模式。第五十五页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-56物理环境(续)除了相似的单元阶次(形函数阶次)和形状，绝大多数单元需要相似的单元选项(如平面2-D单元的轴对称)以满足相容性。但是，许多载荷类型不需要环境之间完全相容。例如，8节点热体单元可以用来给20节点结构块单元提供温度。许多单元需要特殊单选项设置来与不同阶次的单元相容。单元属性号码(MAT,REAL,TYPE)在环境之间号码必须连续。对于在某种特殊物理环境中不参与分析的区域使用空单元类型(type#zero)来划分

(如，在电磁场分析中需要对物体周围单空气建模而热和结构分析中不用)。第五十六页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-57同时，确认网格划分的密度在所有物理环境中都能得到可以接收的结果。如：物理环境方法允许载一个模型中定义最多9种物理环境。这种方法当考虑多于两个场的相互作用时或不能在每个环境中使用不同的数据库文件的情况下比较适用。要得到关于间接问题的物理环境方法，可以参考《耦合场分析指南》的第二章。物理环境(续)这种划分方法在热分析中可以得到满意的温度分布，但......这样的网格密度在结构分析中才能得到准确的结果。第五十七页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-58热-应力分析在本章的后面部分，我们考虑一种最常见的间接耦合分析；热-应力分析。热-应力分析是间接问题，因为热分析得到的温度对结构分析的应变和应力有显著的影响，但结构的响应对热分析结果没有很大的影响。因为热-应力分析只涉及到两个场之间的连续作用，我们可以使用手工方法(MM)进行顺序耦合而不必使用相对复杂的物理环境方法

(PEM)。这里是手工方法的几个优点和缺点:优点:在建立热和结构模型时有较少的限制。例如，属性号码和网格划分在热和结构中可以不同。PEM需要所有的模型都是一致的。MM方法是简单而且适应性强的，ANSYS和用户都对它进行了多年的检验。缺点:用户必须建立热和结构数据库和结果文件。这与单独模型的PEM方法对比，需要占用较多的存储空间。MM如果再考虑其它场时会比较麻烦。第五十八页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-59基本过程在热-应力分析中，由温度求解得到的节点温度

将在结构分析中用作体载荷。当在顺序求解使用手工方法时将热节点温度施加到结构单元上有两种选项。选择的原则在于结构模型和热模型是否有相似的网格划分:

如果热和结构的单元有相同

的节点号码...1热模型自动转换为结构模型，使用ETCHG命令(见相应单元表格)。温度可以直接从热分析结果文件读出并使用LDREAD

命令施加到结构模型上。第五十九页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-60基本过程(续) 如果热和结构模型的网格有不同

的节点号码...结构单元与热模型网格划分不同，为了得到更好的结构结果。结构体载荷是从热分析中映射过来。这需要一个较复杂的过程，使用BFINT

命令对热结果插值(不能使用物理环境)。

下面对比一下使用相同或不同网格的区别。2第六十页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-61热-应力分析流程图相同网格?5A.将热模型转换为结构模型(ETCHG)5a.清除热网格并建立结构网格Yes

(Option1)No

(Option2)5B.读入热载荷(LDREAD)5b.写节点文件(NWRITE)并存储结构文件5c.读入热模型并进行温度插值

(BFINT)5d.读入结构模型并读入体载荷文件(/INPUT)6.指定分析类型，分析选项和载荷步选项7.指定参考温度并施加其它结构载荷8.存储并求解9.后处理结束

1.建立，加载，求解热模型2.后处理确定要传到结构的温度3.设置GUI过滤，改变工作文件名并删除热载荷，

CEs,CPs4.定义结构材料特性开始

第六十一页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-62流程细节1. 建立热模型并进行瞬态或稳态热分析，得到节点上的温度。2. 查看热结果并确定大温度梯度的时间点(或载荷步/子步)。3a.将GUI过滤设置为“Structural”和“Thermal”。3b. 改变工作文件名。213b下面是热-应力分析的每步细节。3a第六十二页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-63流程细节(续)3c.删除所有热载荷3d.删除耦合序列和约束方程3c3d第六十三页，共七十三页，编辑于2023年，星期日10-