稳态热分析ANSYSWorkbench教程：构建与模拟关键步骤

本教程详细介绍了ANSYS Workbench中的稳态热分析方法，适用于ANSYS DesignSpace Entra及更高版本，而不局限于结构分析。主要内容涵盖了以下几个关键部分： 1. 几何模型 (Geometry Model)：首先，你需要建立准确的几何模型，这涉及到实体的形状、尺寸和拓扑关系。DesignModeler工具用于定义实体的三维结构，包括线实体的截面和轴向特性。 2. 组件-实体接触 (Component-Entity Contact)：热分析中，接触处理至关重要。接触区域的定义会影响热传导，例如默认的接触情况分为Initially Touching（初始接触）、Inside Pinball Region（球形接触区域内的接触）、Outside Pinball Region（球形区域外无接触）等。接触类型（如Rough、Frictionless、Frictional）也会影响接触的处理方式。 3. 热载荷 (Thermal Loads)：热流（Q）作为边界条件，可以是常数或温度函数，包括对流换热系数，这部分要考虑温度相关性。对于固体内部的热流，基于傅里叶定律，热传导系数（Thermal Conductivity）是通过Engineering Data输入，以表格形式提供。 4. 求解选项 (Solution Options)：在进行稳态热分析时，温度矩阵{T}通过矩阵方程KTT=QT求解，其中矩阵[K]可能是温度依赖的。在稳态分析中，忽略了瞬态效应的影响。 5. 结果和后处理 (Results and Post-processing)：完成计算后，会得到温度分布的结果，需要进行后处理来可视化和解读数据。在热分析中，实体（体、面、线）都有温度约束，但不可使用点质量特性。壳体和线体的温度特性也需要明确，壳体假设无厚度方向温度梯度，而线体假设截面恒温。 6. 边界条件与Pinball区域 (Boundary Conditions and Pinball Regions)：Pinball区域是一个自动定义的参数，用于处理模型中微小间距下的接触问题。当间距小于Pinball Radius时，会启用热传导。接触情况的不同设定（如光滑度、摩擦力等）会影响实际的热交换。 这个教程将指导用户通过ANSYS Workbench进行稳态热分析，从模型创建到求解和结果分析的全过程，强调了温度场的建立、接触处理和边界条件的重要性。同时，它还提供了对高级分析（如热瞬态分析）的简要提及，表明该教程的适用范围和深度。