ANSYS热应力分析实例

1问题描述2如图所示结构，外侧恒温60℃，内侧恒温0℃，该结构下端固定，其材料均为铸铁，弹性模量2×105MPa，泊松比0.3，导热系数为40W/(m·℃)，热膨胀系数为15×10-6/℃，该结构的安装温度为20℃。3该结构在x-y平面内的尺寸如图所示，其在z方向的尺寸远大于x-y平面内的尺寸。重点学习内容41.间接法热应力分析步骤。2.掌握平面应变的解决方案。3.掌握对称结构分析方案。4.掌握稳态温度场计算方法。5更改文件名：UtilityMenuFileChangeJobname更改文件名6选择55号单元MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete选择单元71.给定材料的导热系数40W/(m·℃)。MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModels设置材料属性建立实体模型（国际单位制）81.创建矩形A1：x1,y1(0,0)、x2,y2(0.01,0.07)MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasRectangleByDimensions2.创建矩形A2：x1,y1(0,0.05)、x2,y2(0.08,0.07)3.显示面的编号UtilityMenuPlotCtrlsNumbering4.对面A1和A2进行overlap操作MainMenuPreprocessorModelingOperateBooleansOverlapAreas9划分网格101.打开Meshtool对话框MainMenuPreprocessorMeshingMeshTool2.设定网格尺寸为0.002，网格形状为四面体映射网格。3.mesh11121.进入Solution处理器。MainMenuSolution2.设定分析类型为“steady-state”。MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis3.在外边界线上定义温度载荷60。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyThermalTemperatureOnLines4.在内边界线定义温度载荷0。5.图形窗口显示线。UtilityMenuPlotLines施加载荷13求解14MainMenuSolutionSolveCurrentLS查看温度场分布15MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu16保存17稳态温度场计算完毕，下面修改分析文件名称，进行热应力计算。转换分析类型181.退出后处理器。MainMenuFinish2.修改分析名称为thermal-stressUtilityMenuFileChangeJobname193.转换单元类型。MainMenuPreprocessorElementTypeSwitchElemType204.设置单元选项。MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete在弹出对话框中点击“Options”按钮。214.设置Elementbehavior为平面应变。225.设置热应力分析的材料属性。23给定弹性模量为2e11，泊松比为0.3。24双击“ThermalExpansion、SecantCoefficient、Isotropic”。25输入热膨胀系数为15e-6，参考温度20。施加载荷261.施加温度载荷。MainMenuPreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralTemperatureFromThermAnaly272.在L1上施加位移约束。MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnLines282.在L6上施加对称约束。MainMenuPreprocessorLoadsDefineLoadsApplyStructuralDisplacementSymmetryB.C.OnLines注：S标志表示对称约束。求解29MainMenuSolutionSolveCurrentLS查看计算结果30MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu31保存3233