ANSYS热应力分析：稳态温度场与对称结构解析

"这篇教程是关于使用ANSYS进行热应力分析的一个实例，主要涉及查看温度场分布的方法。在ANSYS环境中，你可以通过Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu来展示结果。教程内容包括对一个特定结构的热应力分析，该结构由铸铁制成，具有恒定的内外温差，结构固定在底部，并且在x-y平面上有特定尺寸，而z方向尺寸较大。学习重点包括热应力分析的间接法、平面应变解、对称结构分析和稳态温度场计算。此外，还介绍了如何在ANSYS中进行文件命名、选择单元类型、设置材料属性、创建和重叠几何模型、网格划分以及定义温度载荷等操作步骤。" 在这个实例中，首先遇到的问题是描述了一个具有对称性的结构，外侧温度为60℃，内侧为0℃，结构底部固定，材料参数包括弹性模量、泊松比、导热系数和热膨胀系数。这些参数对于进行热应力分析至关重要，因为它们影响材料在受热时的行为。 接着，我们看到学习内容集中在热应力分析的不同方面。间接法热应力分析通常涉及先计算温度场，然后基于这些温度数据求解应力。平面应变假设意味着在垂直于x-y平面的方向上没有尺寸变化，简化了计算。对称结构分析利用结构的对称性减少需要模拟的域，从而节省计算资源。稳态温度场计算是指当系统达到平衡，温度不再随时间变化的状态。 在实际操作中，用户需要更改文件名，这是在UtilityMenu>File>ChangeJobname完成的。接着选择55号单元，可能是指特定的单元类型，如Solid65，用于三维实体建模。在材料属性设置中，导入导热系数，这是热量传递的关键参数。通过创建矩形并进行overlap操作，构建了结构的几何模型。然后进行网格划分，Meshtool对话框允许用户设定网格大小和形状，以确保数值求解的精度。 在Solution处理器中，用户设定了分析类型为稳态（steady-state），这意味着我们将关注系统的平衡状态。接着，在外边界线定义60℃的温度载荷，表示外部环境温度。在内边界可能同样定义0℃，表示内部条件。这些温度加载是热分析的基础，影响热流和随后的应力分布。 这个教程提供了全面的步骤来演示如何在ANSYS中执行一个基本的热应力分析，适合初学者了解和实践。通过完成这些步骤，用户将能够理解和应用ANSYS进行类似的热分析问题。