ANSYS12.0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 3

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 8

第2章　热分析基础知识 11

2.1　传热学基本理论 12

2.1.1　符号与单位 12

2.1.2　热传递的方式 13

2.1.3　热力学第一定律 14

2.1.4　热分析的控制方程 14

2.2　热分析有限元法 15

2.3　热分析网格划分误差及计算误差估计 17

第3章　稳态热分析 19

3.1　稳态热分析概述 20

3.1.1　稳态热分析定义 20

3.1.2　稳态热分析的控制方程 20

3.2　热载荷和边界条件的类型 20

3.2.1　概述 20

3.2.2　热载荷和边界条件注意事项 21

3.3　稳态热分析基本步骤 21

第4章　瞬态热分析与非线性热分析 24

4.1　瞬态热分析概述 25

4.1.1　瞬态热分析特性 25

4.1.2　瞬态分析前处理考虑因素 25

4.1.3　控制方程 26

4.1.4　时间积分与时间步长预测 26

4.1.5　时间步长设置 27

4.1.6　数值求解过程 28

4.1.7　瞬态分析准确程度的评估 28

4.1.8　初始条件的施加 29

4.2　非线性分析综述 31

4.2.1　非线性分析特点 31

4.2.2　稳态非线性求解过程 31

4.2.3　非线性分析步骤 32

第5章　热辐射分析 41

5.1　热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法 42

5.1.1　热辐射特性 42

5.1.2　热辐射基本术语 42

5.1.3　ANSYS中热辐射的处理方法 45

5.2　ANSYS中辐射建模方法 45

5.2.1　使用辐射线单元建立辐射模型 46

5.2.2　使用表面效应单元建立辐射模型 47

5.2.3　使用辐射矩阵单元建立辐射模型 49

第6章　相变分析 54

6.1　相变基本术语 55

6.1.1　相和相变 55

6.1.2　潜在热量和焓 55

6.2　ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置 56

6.2.1　相变分析基本思路 56

6.2.2　求解设置 58

第7章　FLOTRAN CFD分析简介 60

7.1　FLOTRAN CFD分析概述 61

7.1.1　FLOTRAN CFD分析的概念 61

7.1.2　FLOTRAN CFD分析的种类 61

7.2　FLOTRAN CFD分析基础 62

7.2.1　FLOTRAN CFD单元的特点 62

7.2.2　FLOTRAN CFD分析的一些限制及注意事项 63

7.2.3　FLOTRAN CFD分析的主要步骤 64

7.2.4　FLOTRAN CFD分析中产生的一些文件 65

7.2.5　FLOTRAN CFD分析中提高收敛性和稳定性的常用的工具 66

7.2.6　FLOTRAN CFD分析过程中应处理的问题 67

第8章 自适应网格划分及生死单元技术 70

8.1　自适应网格划分技术 71

8.1.1　自适应网格划分技术定义 71

8.1.2　自适应网格划分的先决条件 71

8.1.3　自适应网格划分技术的应用方法 71

8.1.4　定制ADAPT宏（UADAPT.MAC） 75

8.1.5　自适应网格划分的一些说明 75

8.2　生死单元技术 76

8.2.1　单元的生和死的定义 76

8.2.2　单元生死的基本原理 77

8.2.3　使用ANSYS结果控制单元生死方法 80

8.2.4　单元生死技术的注意事项 81

第9章　与温度场相关的耦合场分析 82

9.1　耦合场分析概述 83

9.1.1　耦合场分析的定义 83

9.1.2　耦合场分析的类型 83

9.1.3　直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围 86

9.1.4　涉及热分析的直接耦合和间接耦合分析典型应用实例 86

9.2　间接手工热-应力耦合分析 87

9.2.1　基本特点 88

9.2.2　基本过程 88

9.2.3　基本操作步骤 90

9.3　摩擦生热在ANSYS中的计算方法 92

第10章　稳态热分析实例详解 93

10.1　实例一——电线生热分析 94

10.1.1　问题描述 94

10.1.2　问题分析 94

10.1.3　GUI操作步骤 94

10.1.4　总结 109

10.1.5　APDL命令流程序 109

10.2　实例二——蒸汽管分析 112

10.2.1　问题描述 112

10.2.2　问题分析 112

10.2.3　GUI操作步骤 113

10.2.4　总结 124

10.2.5　APDL命令流程序 125

10.3　实例三——热力管分析 130

10.3.1　问题描述 130

10.3.2　问题分析 130

10.3.3　GUI操作步骤 131

10.3.4　总结 145

10.3.5　APDL命令流程序 145

10.4　实例四——肋片换热器分析 150

10.4.1　问题描述 150

10.4.2　问题分析 150

10.4.3　GUI操作步骤 151

10.4.4　总结 157

10.4.5　APDL命令流程序 157

第11章　瞬态热分析实例详解 163

11.1　实例一——钢板加热过程分析 164

11.1.1　问题描述 164

11.1.2　问题分析 164

11.1.3　GUI操作步骤 164

11.1.4　总结 170

11.1.5　APDL命令流程序 170

11.2　实例二——钢制零件淬油过程分析 173

11.2.1　问题描述 173

11.2.2　问题分析 173

11.2.3　GUI操作步骤 173

11.2.4　总结 179

11.2.5　APDL命令流程序 179

11.3　实例三——温度控制加热器分析 182

11.3.1　问题描述 182

11.3.2　问题分析 183

11.3.3　GUI操作步骤 183

11.3.4　总结 190

11.3.5　APDL命令流程序 190

11.4　实例四——两环形零件在圆筒形水箱中冷却过程 192

11.4.1　问题描述 192

11.4.2　问题分析 192

11.4.3　GUI操作步骤 193

11.4.4　总结 199

11.4.5　APDL命令流程序 199

第12章　热辐射分析实例详解 203

12.1　实例一——黑体热辐射分析 204

12.1.1　问题描述 204

12.1.2　问题分析 204

12.1.3　GUI操作步骤 204

12.1.4　总结 207

12.1.5　APDL命令流程序 207

12.2　实例二——两同心圆柱体间热辐射分析 208

12.2.1　问题描述 208

12.2.2　问题分析 209

12.2.3　GUI操作步骤 209

12.2.4　总结 218

12.2.5　APDL命令流程序 218

12.3　实例三——一长方体形坯料空冷过程分析 221

12.3.1　问题描述 221

12.3.2　问题分析 221

12.3.3　GUI操作步骤 221

12.3.4　总结 225

12.3.5　APDL命令流程序 226

12.4　实例四——一圆台形物体热辐射分析 227

12.4.1　问题描述 227

12.4.2　问题分析 228

12.4.3　GUI操作步骤 228

12.4.4　总结 235

12.4.5　APDL命令流程序 235

第13章　相变分析实例详解 238

13.1　实例一——茶杯中水结冰过程分析 239

13.1.1　问题描述 239

13.1.2　问题分析 239

13.1.3　GUI操作步骤 239

13.1.4　总结 252

13.1.5　APDL命令流程序 252

13.2　实例二——某零件铸造过程分析 255

13.2.1　问题描述 255

13.2.2　问题分析 256

13.2.3　GUI操作步骤 256

13.2.4　总结 265

13.2.5　APDL命令流程序 265

13.3　实例三——某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析 268

13.3.1　问题描述 268

13.3.2　问题分析 269

13.3.3　GUI操作步骤 269

13.3.4　总结 280

13.3.5　APDL命令流程序 280

第14章　CFD分析实例详解 285

14.1　实例一——长方体热辐射分析 286

14.1.1　问题描述 286

14.1.2　问题分析 286

14.1.3　GUI操作步骤 286

14.1.4　总结 293

14.1.5　APDL命令流程序 294

14.2　实例二——某换热器分析 295

14.2.1　问题描述 295

14.2.2　问题分析 296

14.2.3　GUI操作步骤 296

14.2.4　总结 309

14.2.5　APDL命令流程序 310

第15章　热结构耦合分析实例详解 314

15.1　实例一——两不同膨胀系数的物体热应力分析 315

15.1.1　问题描述 315

15.1.2　问题分析 315

15.1.3　GUI操作步骤 315

15.1.4　总结 323

15.1.5　APDL命令流程序 323

15.2　实例二——两厚壁筒热应力分析 325

15.2.1　问题描述 325

15.2.2　问题分析 325

15.2.3　GUI操作步骤 325

15.2.4　总结 335

15.2.5　APDL命令流程序 335

15.3　实例三——两物体热接触分析 337

15.3.1　问题描述 337

15.3.2　问题分析 338

15.3.3　GUI操作步骤 338

15.3.4　总结 347

15.3.5　APDL命令流程序 347

15.4　实例四——某扁挤压筒的热结构耦合分析 349

15.4.1　问题描述 349

15.4.2　问题分析 349

15.4.3　GUI操作步骤 349

15.4.4　总结 358

15.4.5　APDL命令流程序 359

15.5　实例五——圆柱形坯料敦粗过程分析 365

15.5.1　问题描述 365

15.5.2　问题分析 366

15.5.3　GUI操作步骤 366

15.5.4　总结 377

15.5.5　APDL命令流程序 377

第16章　摩擦生热分析实例详解 387

16.1　实例一——两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析 388

16.1.1　问题描述 388

16.1.2　问题分析 388

16.1.3　GUI操作步骤 388

16.1.4　总结 397

16.1.5　APDL命令流程序 397

16.2　实例二——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 402

16.2.1　问题描述 402

16.2.2　问题分析 403

16.2.3　GUI操作步骤 403

16.2.4　总结 409

16.2.5　APDL命令流程序 410

第17章　高级应用实例详解 417

17.1　实例一——地下弥散过程分析 418

17.1.1　问题描述 418

17.1.2　问题分析 418

17.1.3　GUI操作步骤 418

17.1.4　总结 422

17.1.5　APDL命令流程序 422

17.2　实例二——矩形截面梁稳态热交换过程的分析 423

17.2.1　问题描述 423

17.2.2　问题分析 424

17.2.3　GUI操作步骤 424

17.2.4　总结 428

17.2.5　APDL命令流程序 428

17.3　实例三——表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析 430

17.3.1　问题描述 430

17.3.2　问题分析 431

17.3.3　GUI操作步骤 431

17.3.4　总结 438

17.3.5　APDL命令流程序 438

17.4　实例四——矩形梁的隐式热结构—显式连续分析 440

17.4.1　问题描述 440

17.4.2　问题分析 441

17.4.3　GUI操作步骤 441

17.4.4　总结 453

17.4.5　APDL命令流程序 454

17.5　实例五——由铜板连接的两个半导体热电耦合分析 457

17.5.1　问题描述 457

17.5.2　问题分析 457

17.5.3　GUI操作步骤 458

17.5.4　总结 464

17.5.5　APDL命令流程序 464

17.6　实例六——圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析 466

17.6.1　问题描述 466

17.6.2　问题分析 467

17.6.3　GUI操作步骤 467

17.6.4　总结 486

17.6.5　APDL命令流程序 486

参考文献 491