ANSYS 12.0热分析工程应用实战手册PDF电子书下载

第1篇 ANSYS 12.0热分析理论基础 1

Chapter 1 概述 2

1.1 ANSYS 12.0简介 3

1.1.1 ANSYS 12.0发展过程 3

1.1.2 ANSYS 12.0技术特点 3

1.1.3 ANSYS 12.0使用环境 4

1.1.4 ANSYS 12.0程序功能 4

1.1.5 ANSYS 12.0创新之处 4

1.1.6 ANSYS 12.0文件系统 8

1.2 ANSYS 12.0基本操作 8

1.2.1 ANSYS 12.0启动与设置 8

1.2.2 ANSYS 12.0用户界面 10

1.2.3 退出ANSYS 12.0 11

1.3 ANSYS 12.0热分析 11

1.3.1 ANSYS 12.0热分析概述 11

1.3.2 ANSYS 12.0热分析基本原理 12

1.4 ANSYS 12.0耦合场分析 13

1.4.1 直接耦合法 13

1.4.2 间接耦合法 20

1.4.3 几何模型修正技巧——布尔操作 20

1.4.4 图形显示设置技巧——字体设置与窗口显示 40

1.4.5 结果文件输出技巧——图形复制与输出 43

1.4.6 生成动画文件技巧——动画文件的生成与存储 44

Chapter 2 热分析基础知识 45

2.1 热分析符号与单位 46

2.2 传热学经典理论 46

2.3 3种基本热传递方式 47

2.3.1 热传导 47

2.3.2 热对流 47

2.3.3 热辐射 48

2.4 热分析材料基本属性 48

2.4.1 比热容（Specific Heat） 48

2.4.2 焓（Enthalpy） 49

2.4.3 生热率（Heat Generation Rate） 49

2.5 边界条件与初始条件 49

2.5.1 三类边界条件 49

2.5.2 初始条件 50

2.6 热载荷 50

2.7 稳态与瞬态热分析 51

2.7.1 稳态传热 51

2.7.2 瞬态传热 51

2.8 线性与非线性热分析 52

Chapter 3 稳态热分析 53

3.1 稳态热分析的应用 54

3.2 热分析单元 54

3.3 稳态热分析基本步骤 59

3.3.1 建立有限元模型 59

3.3.2 施加载荷 63

3.3.3 求解 74

3.3.4 后处理 78

Chapter 4 瞬态热分析 79

4.1 瞬态热分析的应用 80

4.2 瞬态热分析基本步骤 80

4.2.1 建立有限元模型 80

4.2.2 施加载荷计算 82

4.2.3 求解 84

4.2.4 后处理 86

Chapter 5 辐射热分析 88

5.1 辐射热分析的应用 89

5.2 辐射热分析常用单元 89

5.3 辐射热分析基本概念 90

5.3.1 黑体 90

5.3.2 灰体 91

5.3.3 角系数 91

5.4 热辐射公式 91

5.4.1 角系数的计算 91

5.4.2 热辐射计算方程 92

5.5 辐射热分析求解方法 92

5.5.1 非隐藏法与隐藏法 92

5.5.2 点-点问题 94

5.5.3 点-面问题 94

5.5.4 面-面问题及AUX12矩阵生成器 95

5.6 空间节点的使用 100

Chapter 6 相变分析 102

6.1 相变分析简介 103

6.2 相变分析应注意的问题 103

Chapter 7 热应力分析 108

7.1 热应力分析简介 109

7.2 热应力分析单元 109

7.2.1 直接法进行热应力分析单元 109

7.2.2 间接法进行热应力分析单元 109

7.3 热应力分析基本步骤 110

7.3.1 直接法进行热应力分析基本步骤 110

7.3.2 间接法进行热应力分析基本步骤 122

Chapter 8 流体热分析 124

8.1 FLOTRAN热分析简介 125

8.1.1 FLOTRAN热分析的功能 125

8.1.2 FLOTRAN热分析的基本要求 125

8.2 FLOTRAN热分析求解 126

8.2.1 FLOTRAN热分析求解内容 126

8.2.2 FLOTRAN热分析方法 126

8.2.3 FLOTRAN热分析的基本步骤 127

第2篇 ANSYS 12.0热分析工程应用实例解析 129

Chapter 9 稳态热分析实例详解 130

9.1 实例1 短圆柱体的热传导过程 131

9.1.1 短圆柱体热传导描述 131

9.1.2 短圆柱体热传导分析 131

9.1.3 2D建模求解步骤 131

9.1.4 3D建模求解步骤 139

9.2 实例2 长空心圆柱体的热传导过程 145

9.2.1 长空心圆柱体热传导描述 145

9.2.2 长空心圆柱体热传导分析 145

9.2.3 求解步骤 145

9.3 实例3 保温筒的对流传热过程 151

9.3.1 保温筒对流传热描述 151

9.3.2 保温筒对流传热分析 151

9.3.3 求解步骤 152

9.4 实例4 高温炉炉壁的热传导过程 160

9.4.1 高温炉炉壁的热传导描述 160

9.4.2 高温炉炉壁的热传导分析 160

9.4.3 求解步骤 160

9.5 实例5 自适应网格法分析矩形截面梁对流传热过程 168

9.5.1 矩形截面梁对流传热描述 168

9.5.2 矩形截面梁对流传热分析 168

9.5.3 求解步骤 168

9.6 实例6 长圆柱体圆周受谐响应热载荷 173

9.6.1 圆周受谐响应热载荷描述 173

9.6.2 圆周受谐响应热载荷分析 174

9.6.3 求解步骤 174

9.7 实例7 导管和罐体结合处的稳态热分析 179

9.7.1 结合处稳态热描述 179

9.7.2 结合处稳态热分析 180

9.7.3 求解步骤 180

9.8 实例8 热电冷却器工作分析 193

9.8.1 热电冷却器工作描述 193

9.8.2 热电冷却器工作分析 193

9.8.3 求解步骤 194

Chapter 10 瞬态热分析实例详解 205

10.1 实例1 钢球瞬态传热过程分析 206

10.1.1 钢球瞬态传热描述与分析 206

10.1.2 求解步骤 206

10.2 实例2 型材瞬态传热过程分析 219

10.2.1 型材瞬态传热描述 219

10.2.2 型材瞬态传热分析 220

10.2.3 求解步骤 220

10.3 实例3 平板承受热载荷 229

10.3.1 平板承受热载荷描述 229

10.3.2 平板承受热载荷分析 229

10.3.3 求解步骤 230

10.4 实例4 半无限大体受线性变化的温度载荷 237

10.4.1 线性变化的温度载荷描述 237

10.4.2 线性变化的温度载荷分析 237

10.4.3 求解步骤 238

10.5 实例5 高温铜导线冷却过程分析 246

10.5.1 冷却过程描述 246

10.5.2 冷却过程分析 246

10.5.3 求解步骤 246

10.6 实例6 带轮淬火过程分析 252

10.6.1 淬火过程描述 252

10.6.2 淬火过程分析 253

10.6.3 求解步骤 253

Chapter 11 辐射热分析实例详解 275

11.1 实例1 黑体辐射 276

11.1.1 黑体辐射描述 276

11.1.2 黑体辐射分析 276

11.1.3 求解步骤 276

11.2 实例2 等轴同心圆柱面的辐射传热 281

11.2.1 圆柱面辐射传热描述 281

11.2.2 圆柱面辐射传热分析 281

11.2.3 求解步骤 281

11.3 实例3 等轴同心圆柱体的辐射传热 292

11.3.1 圆柱体辐射传热描述 292

11.3.2 圆柱体辐射传热分析 293

11.3.3 求解步骤 293

11.4 实例4 型钢的热辐射过程 304

11.4.1 型钢热辐射描述 304

11.4.2 型钢热辐射分析 305

11.4.3 求解步骤 305

Chapter 12 相变分析实例详解 315

12.1 实例1 水结冰过程分析 316

12.1.1 水结冰过程描述 316

12.1.2 水结冰过程分析 316

12.1.3 求解步骤 316

12.2 实例2 冰融化过程分析 330

12.2.1 冰融化过程描述 330

12.2.2 冰融化过程分析 330

12.2.3 求解步骤 330

12.3 实例3 铸造过程热分析 341

12.3.1 铸造过程热描述 341

12.3.2 铸造过程热分析 341

12.3.3 求解步骤 341

Chapter 13 热应力分析实例详解 357

13.1 实例1 圆筒内部热应力分析 358

13.1.1 内部热应力描述 358

13.1.2 内部热应力分析 358

13.1.3 间接法求解步骤 358

13.1.4 直接法求解步骤 367

13.2 实例2 冷却栅管的热应力分析 373

13.2.1 冷却栅管热应力描述 373

13.2.2 冷却栅管热应力分析 374

13.2.3 求解步骤 374

13.3 实例3 两个无限长平板热膨胀分析 387

13.3.1 平板热膨胀描述 387

13.3.2 平板热膨胀分析 388

13.3.3 求解步骤 388

13.4 实例4 包含焊缝的金属板热膨胀分析 395

13.4.1 金属板热膨胀描述 395

13.4.2 金属板热膨胀分析 396

13.4.3 求解步骤 396

13.5 实例5 连杆热应力分析 412

13.5.1 连杆热应力描述 412

13.5.2 连杆热应力分析 412

13.5.3 求解步骤 413

13.6 实例6 热喷涂过程中熔滴在基体表面沉积凝固后的残余应力分析 429

13.6.1 表面沉积残余应力描述 429

13.6.2 表面沉积残余应力分析 430

13.6.3 求解步骤 431

13.7 实例7 滑块滑动摩擦生热分析 449

13.7.1 摩擦生热描述 449

13.7.2 摩擦生热分析 449

13.7.3 求解步骤 449

13.8 实例8 长纤维增强复合材料梁热膨胀分析 463

13.8.1 复合材料梁热膨胀描述 463

13.8.2 复合材料梁热膨胀分析 464

13.8.3 求解步骤 464

Chapter 14 FLOTRAN热分析实例详解 474

14.1 实例1 层流流体受均匀壁面热通量 475

14.1.1 流体受均匀壁面热通量描述 475

14.1.2 流体受均匀壁面热通量分析 475

14.1.3 求解步骤 475

14.2 实例2 空腔中空气的热稳态层流分析 490

14.2.1 空腔中空气热稳态描述 490

14.2.2 空腔中空气热稳态分析 491

14.2.3 求解步骤 491

Chapter 15 ANSYS热分析高级应用实例 502

15.1 实例1 二维焊接分析（单元生死实例） 503

15.2 实例2 移动温度载荷分析 511

15.3 实例3 流固耦合分析 513

Appendix 附录 517

附录A：固体的比热容 518

附录B：液体的比热容 518

附录C：材料线的膨胀系数 518

附录D：常见材料的导热系数 519