ANSYS 15.0热力学有限元分析从入门到精通PDF电子书下载

第1章 ANSYS热分析简介及常用操作 1

1.1 ANSYS热分析简介 2

1.1.1 ANSYS的热分析能力 2

1.1.2 ANSYS热分析分类 2

1.1.3 ANSYS中与热相关的耦合场分析种类 3

1.1.4 ANSYS中热分析单元简介 3

1.2 ANSYS中常用操作 6

1.2.1 拾取操作 6

1.2.2 显示操作 7

第2章 热分析基础知识 10

2.1 传热学基本理论 11

2.1.1 符号与单位 11

2.1.2 热传递的方式 12

2.1.3 热力学第一定律 13

2.1.4 热分析的控制方程 14

2.2 热分析有限元法 14

2.3 热分析网格划分误差及计算误差估计 16

第3章 稳态热分析 18

3.1 稳态热分析概述 19

3.1.1 稳态热分析定义 19

3.1.2 稳态热分析的控制方程 19

3.2 热载荷和边界条件的类型 19

3.2.1 概述 19

3.2.2 热载荷和边界条件注意事项 20

3.3 稳态热分析基本步骤 20

第4章 稳态热分析实例详解 23

4.1 实例一——电线生热分析 24

4.1.1 问题描述 24

4.1.2 问题分析 24

4.1.3 GUI操作步骤 24

4.1.4 APDL命令流程序 39

4.2 实例二——蒸汽管分析 42

4.2.1 问题描述 42

4.2.2 问题分析 42

4.2.3 GUI操作步骤 43

4.2.4 APDL命令流程序 55

4.3 实例三——热力管分析 60

4.3.1 问题描述 60

4.3.2 问题分析 61

4.3.3 GUI操作步骤 61

4.3.4 APDL命令流程序 77

4.4 实例四——肋片换热器分析 78

4.4.1 问题描述 78

4.4.2 问题分析 78

4.4.3 GUI操作步骤 78

4.4.4 APDL命令流程序 86

第5章 瞬态热分析与非线性热分析 87

5.1 瞬态热分析概述 88

5.1.1 瞬态热分析特性 88

5.1.2 瞬态分析前处理考虑因素 88

5.1.3 控制方程 88

5.1.4 时间积分与时间步长预测 89

5.1.5 时间步长设置 90

5.1.6 数值求解过程 91

5.1.7 瞬态分析准确程度的评估 91

5.1.8 初始条件的施加 92

5.2 非线性分析综述 94

5.2.1 非线性分析特点 94

5.2.2 稳态非线性求解过程 94

5.2.3 非线性分析步骤 95

第6章 瞬态热分析实例详解 104

6.1 实例一——钢板加热过程分析 105

6.1.1 问题描述 105

6.1.2 问题分析 105

6.1.3 GUI操作步骤 105

6.1.4 APDL命令流程序 113

6.2 实例二——钢制零件淬油过程分析 115

6.2.1 问题描述 115

6.2.2 问题分析 116

6.2.3 GUI操作步骤 116

6.2.4 APDL命令流程序 122

6.3 实例三——温度控制加热器分析 125

6.3.1 问题描述 125

6.3.2 问题分析 126

6.3.3 GUI操作步骤 126

6.3.4 APDL命令流程序 133

6.4 实例四——两环形零件在圆筒形水箱中冷却过程 134

6.4.1 问题描述 134

6.4.2 问题分析 134

6.4.3 GUI操作步骤 134

6.4.4 APDL命令流程序 140

第7章 热辐射分析 141

7.1 热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法 142

7.1.1 热辐射特性 142

7.1.2 热辐射基本术语 142

7.1.3 ANSYS中热辐射的处理方法 145

7.2 ANSYS中辐射建模方法 145

7.2.1 使用辐射线单元建立辐射模型 146

7.2.2 使用表面效应单元建立辐射模型 146

7.2.3 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 148

第8章 热辐射分析实例详解 154

8.1 实例一——黑体热辐射分析 155

8.1.1 问题描述 155

8.1.2 问题分析 155

8.1.3 GUI操作步骤 155

8.1.4 APDL命令流程序 158

8.2 实例二——两同心圆柱体间热辐射分析 159

8.2.1 问题描述 159

8.2.2 问题分析 160

8.2.3 GUI操作步骤 160

8.2.4 APDL命令流程序 170

8.3 实例三——长方体形坯料空冷过程分析 172

8.3.1 问题描述 172

8.3.2 问题分析 172

8.3.3 GUI操作步骤 173

8.3.4 APDL命令流程序 178

8.4 实例四——圆台形物体热辐射分析 178

8.4.1 问题描述 178

8.4.2 问题分析 179

8.4.3 GUI操作步骤 179

8.4.4 APDL命令流程序 186

第9章 相变分析 187

9.1 相变基本术语 188

9.1.1 相和相变 188

9.1.2 潜在热量和焓 188

9.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 189

9.2.1 相变分析基本思路 189

9.2.2 求解设置 191

第10章 相变分析实例详解 193

10.1 实例一——茶杯中水结冰过程分析 194

10.1.1 问题描述 194

10.1.2 问题分析 194

10.1.3 GUI操作步骤 195

10.1.4 APDL命令流程序 207

10.2 实例二——零件铸造过程分析 211

10.2.1 问题描述 211

10.2.2 问题分析 212

10.2.3 GUI操作步骤 212

10.2.4 APDL命令流程序 221

10.3 实例三——焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析 221

10.3.1 问题描述 221

10.3.2 问题分析 222

10.3.3 GUI操作步骤 222

10.3.4 APDL命令流程序 234

第11章 自适应网格划分及生死单元技术 235

11.1 自适应网格划分技术 236

11.1.1 自适应网格划分技术定义 236

11.1.2 自适应网格划分的先决条件 236

11.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 237

11.1.4 定制ADAPT宏（UADAPT.MAC） 240

11.1.5 自适应网格划分的一些说明 240

11.2 生死单元技术 241

11.2.1 单元的生和死的定义 241

11.2.2 单元生死的基本原理 242

11.2.3 使用ANSYS结果控制单元生死方法 245

11.2.4 单元生死技术的注意事项 246

第12章 与温度场相关的耦合场分析 247

12.1 耦合场分析概述 248

12.1.1 耦合场分析的定义 248

12.1.2 耦合场分析的类型 248

12.1.3 直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围 251

12.1.4 涉及热分析的直接耦合和间接耦合分析典型应用实例 251

12.2 间接手工热-应力耦合分析 252

12.2.1 基本特点 253

12.2.2 基本过程 253

12.2.3 基本操作步骤 255

12.3 摩擦生热在ANSYS中的计算方法 257

第13章 热结构耦合分析实例详解 258

13.1 实例一——两种不同膨胀系数的物体热应力分析 259

13.1.1 问题描述 259

13.1.2 问题分析 259

13.1.3 GUI操作步骤 259

13.1.4 APDL命令流程序 267

13.2 实例二——两厚壁筒热应力分析 268

13.2.1 问题描述 268

13.2.2 问题分析 269

13.2.3 GUI操作步骤 269

13.2.4 APDL命令流程序 278

13.3 实例三——两物体热接触分析 280

13.3.1 问题描述 280

13.3.2 问题分析 281

13.3.3 GUI操作步骤 281

13.3.4 APDL命令流程序 290

13.4 实例四——扁挤压筒的热结构耦合分析 291

13.4.1 问题描述 291

13.4.2 问题分析 291

13.4.3 GUI操作步骤 291

13.4.4 APDL命令流程序 301

13.5 实例五——圆柱形坯料镦粗过程分析 301

13.5.1 问题描述 301

13.5.2 问题分析 302

13.5.3 GUI操作步骤 303

13.5.4 APDL命令流程序 313

第14章 摩擦生热分析实例详解 314

14.1 实例一——两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析 315

14.1.1 问题描述 315

14.1.2 问题分析 315

14.1.3 GUI操作步骤 315

14.1.4 APDL命令流程序 324

14.2 实例二——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 329

14.2.1 问题描述 329

14.2.2 问题分析 330

14.2.3 GUI操作步骤 330

14.2.4 APDL命令流程序 337

第15章 高级应用实例详解 338

15.1 实例一——地下弥散过程分析 339

15.1.1 问题描述 339

15.1.2 问题分析 339

15.1.3 GUI操作步骤 339

15.1.4 APDL命令流程序 344

15.2 实例二——矩形截面梁稳态热交换过程的分析 345

15.2.1 问题描述 345

15.2.2 问题分析 346

15.2.3 GUI操作步骤 346

15.2.4 APDL命令流程序 350

15.3 实例三——表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析 352

15.3.1 问题描述 352

15.3.2 问题分析 352

15.3.3 GUI操作步骤 353

15.3.4 APDL命令流程序 360

15.4 实例四——矩形梁的隐式热结构—显式连续分析 360

15.4.1 问题描述 360

15.4.2 问题分析 361

15.4.3 GUI操作步骤 361

15.4.4 APDL命令流程序 373

15.5 实例五——由铜板连接的两个半导体热电耦合分析 374

15.5.1 问题描述 374

15.5.2 问题分析 374

15.5.3 GUI操作步骤 375

15.5.4 APDL命令流程序 381

15.6 实例六——圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析 381

15.6.1 问题描述 381

15.6.2 问题分析 383

15.6.3 GUI操作步骤 383

15.6.4 APDL命令流程序 409

参考文献 410