ANSYS热应力分析实例

ANSYS热应力分析实例

keyopt,1,3,1!定义轴对称 mp,kxx,1,1.25!定义导热系数 k,1,5!建模 k,2,6 k,3,12 k,4,12,0.25 k,5,6,0.25 k,6,6,1 k,7,5,1 k,8,5,0.25 a,1,2,5,8 a,2,3,4,5 a,8,5,6,7

esize,0.125!定义网格尺寸 amesh,all!划分网格 eplot finish

/solu!热分析求解

nsel,s,loc,x,5!选择内表面节点 sf,all,conv,1,450!施加对流边界条件 nsel,s,loc,x,6,12!选择外表面节点 nsel,r,loc,y,0.25,1 nsel,a,loc,x,12

sf,all,conv,0.25,70!施加对流边界条件 nsel,all

/pse,conv,hcoef,1 nplot

solve!求解生成PIPE_FIN.rth文件 finish /post1

plnsol,temp!得到温度场分布 finish

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/prep7 !重新进入前处理

etchg,tts!将热单元转换为结构单元 plane42

keyopt,1,3,1!定义轴对称特性 mp,ex,1,28e6!定义弹性模量 mp,nuxy,1,0.3!定义泊松比 mp,alpx,1,0.9e-5!定义热膨胀系数 finish

/solu!进入结构分析求解 nsel,s,loc,y,0!选择对称边界 nsel,a,loc,y,1

dsym,symm,y!定义对称条件 nsel,s,loc,x,5!选择内表面 sf,all,pres,1000!施加压力边界条件 nsel,all /pbc,all,1 /psf,pres,,1 nplot

tref,70!设定参考温度

ldread,temp,,,,,,rth!读入PIPE_FIN.rth节点温度 /pbc,all,0 /psf,pres,,0分布 /pbf,temp,,1 eplot solve!求解 finish

/post1,plnsol,s,eqv!得到等效应力 finish

7.4直接法热应力分析实例 7.4.1 问题描述

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两个同心圆管之间有一个小间隙，内管中突然流入一种热流体，求经过3分钟后外管表面的温度。已知条件:

管材弹性模量：2E11N/m2 热膨胀系数：5E-41/ oF 泊松比：0.3

导热系数：10W/m.oC 密度：7880Kg/m3 比热：500J/Kg.oC 外管外半径：0.131 m 外管内半径：0.121 m 内管外半径：0.12m 内管内半径：0.11m 流体温度：300oC

流体与内管内壁对流系数：300W/m2.oC 内、外管接触热导：0.1W/oC

7.4.2 命令流方法

/

/title,contact_thermal example /prep7

et,1,13,4,,1! 选择直接耦合单元PLANE13，单元自由度为ux,uy,temp ! 定义为轴对称

et,2,48! 定义结构接触单元

keyopt,2,1,1! 设定接触单元的相应选项 keyopt,2,2,1 keyopt,2,7,1

r,2,2e11,0,0.0001,,,0.1! 定义接触单元实常数 mp,ex,1,2e11! 定义管材结构及热属性 mp,alpx,1,5e-5 mp,kxx,1,10 mp,dens,1,7880 mp,c,1,500

rect,0.11,0.12,0,0.02! 建模

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rect,0.121,0.131,0,0.02 amesh,all

nsel,s,loc,x,0.11! 将内管内壁的X方向位移及温度耦合 cp,1,ux,all cp,2,temp,all

nsel,s,loc,x,0.12! 将内管外壁的X方向位移及温度耦合 cp,3,ux,all cp,4,temp,all

nsel,s.loc,x,0.121! 将外管内壁的X方向位移及温度耦合 cp,5,ux,all cp,6,temp,all

nsel,s,loc,x,0.131! 将外管外壁的X方向位移及温度耦合 cp,7,ux,all cp,8,temp,all

nsel,s,loc,y,0.02! 将内管顶部节点的Y方向位移及温度耦合 nsel,r,loc,x,0,0.12 cp,9,uy,all

nsel,s,loc,y,0.02! 将外管顶部节点的Y方向位移及温度耦合 nsel,r,loc,x,0.121,0.131 cp,10,uy,all

nsel,s,loc,x,0.12! 创建接触单元 cm,cont,node nsel,s,loc,x,0.121 cm,targ,node type,2 real,2

gcgen,cont,targ,3 /solu

antype,trans! 瞬态分析 tunif,20! 初始平均温度 tref,20! 参考温度

sfl,4,conv,300,,300! 内管内壁对流边界

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sfl,6,conv,10,,20! 外管外壁对流边界 nsel,s,loc,y,0! 约束所有底边单元的Y向位移 d,all,uy,0

time,180! 载荷步时间

deltime,10,5,15! 定义时间步长 outres,all,all kbc,1

autots,on! 自动时间步长 allsel solve! 求解 /post1

plnsol,temp! 显示温度分布 plnsol,s,eqv! 显示等效应力

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