非线性热分析关键因素与Ansys建模

"Ansys热分析教程_第四章：非线性热分析的其他考虑因素" 在Ansys热分析中，第四章重点讲述了非线性热分析的一些关键因素，这对于理解和解决复杂的热问题至关重要。非线性热分析涉及到的模型不仅包含线性分析的基本元素，还涉及一系列特殊问题。以下是对这部分内容的详细阐述： 1. **辐射**：辐射是非线性的，因为它的热量传递与温度的三次方成正比。在Ansys中，辐射通常通过特殊单元来模拟，这些将在第8章中详细讨论。 2. **控制单元**：像COMBIN37和COMBIN40这样的单元可以改变其状态，比如模拟恒温箱。这些单元的实常数设置较为复杂，需要仔细设定以准确反映温度控制行为。 3. **特殊单元**：例如MASS71单元，它允许热生成率随温度变化，这可以用来表示与温度相关的材料特性。用户可以定义高达6个实常数来描述与温度的多项式关系。 4. **与温度相关的输入**：在热模型中，非线性可能来源于随温度变化的边界条件（如对流换热系数）和材料属性（如热导率、热焓）。用户需使用Ansys提供的随温度变化的输入功能来处理这类问题，这部分内容在第三章中进行了介绍。 5. **多场单元**：这类单元同时考虑多个物理场，如SOLID5、PLANE13等，它们在满足多个场的平衡方程时表现出非线性特性。FLUID66和FLUID116单元用于热-流体耦合分析，当流速未知时，它们的非线性体现在流率与压力降的关系上，这些将在第7章详细讨论。 6. **加载和求解过程**：非线性热分析的加载和求解通常需要特殊的处理策略。例如，可能需要将载荷分步施加以促进收敛，调整收敛准则和迭代次数，使用增强收敛的技术，并在遇到不收敛的情况时有相应的应对策略。此外，由于非线性分析产生的数据量大，如何有效地管理和分析这些数据也是重要的考虑点。 在接下来的内容中，教程会进一步探讨在Ansys中如何设置和执行非线性热分析的具体步骤和技巧，帮助用户更好地理解和应用这些概念来解决实际问题。对于那些对非线性热分析感兴趣的工程师来说，这一章提供了丰富的指导和实践建议。