ANSYS热应力分析：从设置到解决方案

本资源是一份关于ANSYS热应力分析实例的教学指南，主要针对一个二维结构的温度变化引起的热应力问题。以下是详细的步骤和关键知识点： 1. **退出后处理器**： 在完成前处理工作后，首先退出后处理器，通过Main Menu中的"Finish"选项来结束当前任务。 2. **修改分析名称**： 为了清晰标识，用户需要将分析名称改为"thermal-stress"，这可以通过Utility Menu的"File"子菜单下的"Change Jobname"功能来实现。 3. **问题描述与模型参数**： 结构由铸铁制成，具有2×105 MPa的弹性模量、0.3的泊松比、40 W/(m·℃)的导热系数和15×10-6/℃的热膨胀系数，初始安装温度为20℃。结构的尺寸特点是z方向远大于xy平面。 4. **学习重点**： 学习内容包括： - **间接法热应力分析步骤**：这是一种解决复杂热传导问题的方法，涉及温度场计算和应力分析的结合。 - **平面应变解决方案**：适用于边界条件允许忽略z方向变形的情况。 - **对称结构分析**：利用对称性简化模型，降低计算复杂度。 - **稳态温度场计算**：在没有时间依赖性的条件下，确定温度分布。 5. **操作步骤**： - **更改单元类型**：通过MainMenu的"Preprocessor"部分选择和编辑合适的元素类型，如55号单元。 - **设置材料属性**：在"MaterialProps"中输入导热系数等材料特性。 - **创建实体模型**：使用矩形命令分别创建A1和A2区域，并使用"Numbering"功能标记面。 - **面的布尔操作**：通过Overlap功能合并A1和A2。 - **网格划分**：使用Meshtool对话框设置四面体映射网格，大小为0.002。 6. **Solution处理器**： - 进入Solution处理器，选择"steady-state"作为分析类型，表示考虑的是温度在系统中达到平衡状态后的响应。 - 定义温度载荷：在外边界线应用60℃的温度，内边界线则设定为0℃。 通过这个实例，学习者将深入了解如何在ANSYS中运用这些技术来模拟真实世界的热应力问题，包括预处理、材料设置、几何建模、网格划分以及实际分析流程。理解并掌握这些步骤对于热工领域工程师来说是非常实用的技能。