ANSYS热应力分析教程：建立实体模型与国际单位制应用

"该教程是关于使用ANSYS软件进行热应力分析的一个实例，重点在于建立实体模型，并使用国际单位制。教程中详细介绍了如何通过ANSYS界面创建和操作几何模型，进行网格划分，以及设置热应力分析的相关参数。" 在这个实例中，我们将学习如何在ANSYS环境中进行一系列操作： 1. **创建实体模型**： - 首先，通过“MainMenu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimensions”创建两个矩形区域A1和A2，分别定义它们的坐标点。 - 接着，使用“Utility Menu>PlotCtrls>Numbering”显示面的编号，以便于后续操作。 - 最后，通过“Overlap”操作将A1和A2重叠，实现模型的组合。 2. **设置材料属性**： - 在“MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels”中，指定材料的导热系数（40W/(m·℃)），弹性模量（2×105MPa），泊松比（0.3）和热膨胀系数（15×10^-6/℃），这些值对应于铸铁的特性。 3. **网格划分**： - 打开Meshtool对话框，通过“MainMenu>Preprocessor>Meshing>MeshTool”进行设置。 - 定义网格尺寸为0.002，选择四面体映射网格作为网格类型，确保模型被准确地细分。 4. **热应力分析**： - 进入Solution处理器，“MainMenu>Solution”。 - 设置分析类型为“steady-state”，表示我们要进行稳态温度场的计算。 - 应用温度载荷：在外边界线上定义60℃的温度，这代表外侧恒温条件，通过“MainMenu>Solution>Define Loads>Apply>Thermal>Temperature>OnLines”来实现。 - 内部边界则设定为0℃，表示内侧恒温。 5. **平面应变与对称性**： - 由于结构在z方向的尺寸远大于x-y平面，可以假设为平面应变状态，这样可以简化分析，降低计算复杂度。 - 同时，如果结构具有对称性，可以通过利用对称边界条件进一步减少模型的大小，提高计算效率。 这个实例不仅提供了具体的操作步骤，也涵盖了热应力分析中的关键概念，如间接法分析步骤、平面应变解、对称结构的处理以及稳态温度场的计算。通过这个实例，用户能够深入理解并实践ANSYS软件在热力学问题中的应用。