ANSYS 10.0热力学有限元分析实例指导教程PDF电子书下载

第1篇 热分析基本教程 1

第1章 ANSYS10.0热分析简介及常用操作 1

1.1 ANSYS10.0热分析简介 1

1.1.1 ANSYS10.0的热分析能力 1

1.1.2 ANSYS10.0热分析分类 2

1.1.3 ANSYS10.0中与热相关的耦合场分析种类 2

1.1.4 ANSYS10.0中热分析单元简介 3

1.2 ANSYS10.0中的常用操作 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 10

2.1.1 符号与单位 10

2.1.2 热传递的方式 11

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 18

3.1.1 稳态热分析定义 18

3.1.2 稳态热分析的控制方程 18

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 瞬态热分析与非线性热分析 23

4.1 瞬态热分析概述 23

4.1.1 瞬态热分析特性 23

4.1.2 瞬态分析前处理考虑因素 24

4.1.3 控制方程 24

4.1.4 时间积分与时间步长预测 25

4.1.5 时间步长设置 26

4.1.6 数值求解过程 27

4.1.7 瞬态分析准确程度的评估 27

4.1.8 初始条件的施加 28

4.2 非线性分析综述 30

4.2.1 非线性分析特点 30

4.2.2 稳态非线性求解过程 30

4.2.3 非线性分析步骤 31

第5章 热辐射分析 40

5.1 热辐射基本理论及在ANSYS10.0中的处理方法 40

5.1.1 热辐射特性 40

5.1.2 热辐射基本术语 41

5.1.3 ANSYS10.0中热辐射的处理方法 44

5.2 ANSYS10.0中辐射建模方法 44

5.2.1 使用辐射线单元建立辐射模型 45

5.2.2 使用表面效应单元建立辐射模型 46

5.2.3 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 48

第6章 相变分析 54

6.1 相变基本术语 54

6.1 相和相变 54

6.1.2 潜热和焓 55

6.2 ANSYS10.0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 61

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 62

7.2 FLOTRAN CFD分析基础 63

7.2.1 FLOTRAN CFD单元的特点 63

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 65

7.2.4 FLOTRAN CFD分析中产生的一些文件 66

7.2.5 FLOTRAN CFD分析中提高收敛性和稳定性的常用工具 66

7.2.6 FLOTRAN CFD分析过程中应处理的问题 68

第8章 自适应网格划分及生死单元技术 71

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 72

8.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 72

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 76

8.2 生死单元技术 77

8.2.1 单元的生和死的定义 77

8.2.2 单元生死的基本原理 78

8.2.3 使用ANSYS10.0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 82

第9章 与温度场相关的耦合场分析 83

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 84

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 87

9.2 间接手工热-应力耦合分析 88

9.2.1 基本特点 88

9.2.2 基本过程 89

9.2.3 基本操作步骤 90

9.3 摩擦生热在ANSYS10.0中的计算方法 92

第2篇 热分析工程应用实例详解 94

第10章 稳态热分析实例详解 94

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 95

10.1.3 GUI操作步骤 95

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 113

10.2.3 GUI操作步骤 113

10.2.4 总结 125

10.3 实例三——热力管分析 125

10.3.1 问题描述 125

10.3.2 问题分析 125

10.3.3 GUI操作步骤 126

10.3.4 总结 142

10.4 实例四——肋片换热器分析 142

10.4.1 问题描述 142

10.4.2 问题分析 142

10.4.3 GUI操作步骤 143

10.4.4 总结 149

第11章 瞬态热分析实例详解 150

11.1 实例一——钢板加热过程分析 150

11.1.1 问题描述 150

11.1.2 问题分析 151

11.1.3 GUI操作步骤 151

11.1.4 总结 157

11.1.5 APDL命令流程序 158

11.2 实例二——钢制零件淬油过程分析 160

11.2.1 问题描述 160

11.2.2 问题分析 161

11.2.3 GUI操作步骤 161

11.2.4 总结 167

11.3 实例三——温度控制加热器分析 167

11.3.1 问题描述 167

11.3.2 问题分析 168

11.3.3 GUI操作步骤 168

11.3.4 总结 175

11.4 实例四——两环形零件在一圆筒形水箱中冷却过程分析 176

11.4.1 问题描述 176

11.4.2 问题分析 176

11.4.3 GUI操作步骤 176

11.4.4 总结 182

第12章 热辐射分析实例详解 183

12.1 实例一——黑体热辐射分析 183

12.1.1 问题描述 183

12.1.2 问题分析 184

12.1.3 GUI操作步骤 184

12.1.4 总结 187

12.1.5 APDL命令流程序 187

12.2 实例二——两同心圆柱体间热辐射分析 188

12.2.1 问题描述 188

12.2.2 问题分析 189

12.2.3 GUI操作步骤 189

12.2.4 总结 198

12.3 实例三——一长方体形坯料空冷过程分析 198

12.3.1 问题描述 198

12.3.2 问题分析 199

12.3.3 GUI操作步骤 199

12.3.4 总结 204

12.4 实例四——圆台形物体热辐射分析 204

12.4.1 问题描述 204

12.4.2 问题分析 205

12.4.3 GUI操作步骤 205

12.4.4 总结 211

第13章 相变分析实例详解 212

13.1 实例一——茶杯中水结冰过程分析 212

13.1.1 问题描述 212

13.1.2 问题分析 213

13.1.3 GUI操作步骤 213

13.1.4 总结 225

13.1.5 APDL命令流程序 225

13.2 实例二——某零件铸造过程分析 228

13.2.1 问题描述 228

13.2.2 问题分析 229

13.2.3 GUI操作步骤 229

13.2.4 总结 237

13.3 实例三——某焊接件的两条焊缝在顺序焊接过程中的分析 237

13.3.1 问题描述 237

13.3.2 问题分析 238

13.3.3 GUI操作步骤 238

13.3.4 总结 247

第14章 CFD分析实例详解 248

14.1 实例一——长方体热辐射分析 248

14.1.1 问题描述 248

14.1.2 问题分析 249

14.1.3 GUI操作步骤 249

14.1.4 总结 255

14.1.5 APDL命令流程序 256

14.2 实例二——某换热器分析 257

14.2.1 问题描述 257

14.2.2 问题分析 258

14.2.3 GUI操作步骤 258

14.2.4 总结 269

第15章 热结构耦合分析实例详解 270

15.1 实例一——两不同膨胀系数的物体热应力分析 270

15.1.1 问题描述 270

15.1.2 问题分析 271

15.1.3 GUI操作步骤 271

15.1.4 总结 278

15.1.5 APDL命令流程序 278

15.2 实例二——两厚壁筒热应力分析 279

15.2.1 问题描述 279

15.2.2 问题分析 280

15.2.3 GUI操作步骤 280

15.2.4 总结 289

15.3 实例三——两物体热接触分析 290

15.3.1 问题描述 290

15.3.2 问题分析 290

15.3.3 GUI操作步骤 291

15.3.4 总结 298

15.4 实例四——某扁挤压筒的热结构耦合分析 298

15.4.1 问题描述 298

15.4.2 问题分析 299

15.4.3 GUI操作步骤 299

15.4.4 总结 307

15.5 实例五——圆柱形坯料镦粗过程分析 307

15.5.1 问题描述 307

15.5.2 问题分析 308

15.5.3 GUI操作步骤 308

15.5.4 总结 317

第16章 摩擦生热分析实例详解 318

16.1 实例一——两物体相对滑动过程中的摩擦生热分析 318

16.1.1 问题描述 318

16.1.2 问题分析 319

16.1.3 GUI操作步骤 319

16.1.4 总结 327

16.1.5 APDL命令流程序 327

16.2 实例二——两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 332

16.2.1 问题描述 332

16.2.2 问题分析 333

16.2.3 GUI操作步骤 333

16.2.4 总结 339

第17章 高级应用实例详解 340

17.1 实例一——地下弥散过程分析 340

17.1.1 问题描述 340

17.1.2 问题分析 341

17.1.3 GUI操作步骤 341

17.1.4 总结 344

17.1.5 APDL命令流程序 345

17.2 实例二——矩形截面梁稳态热交换过程的分析 346

17.2.1 问题描述 346

17.2.2 问题分析 347

17.2.3 GUI操作步骤 347

17.2.4 总结 351

17.3 实例三——表面受变压力载荷的矩形截面梁的分析 351

17.3.1 问题描述 351

17.3.2 问题分析 352

17.3.3 GUI操作步骤 352

17.3.4 总结 358

17.4 实例四——矩形梁的隐式热分析、隐式结构分析和显式分析 359

17.4.1 问题描述 359

17.4.2 问题分析 359

17.4.3 GUI操作步骤 360

17.4.4 总结 371

17.5 实例五——由铜板连接的两半导体的热电耦合分析 372

17.5.1 问题描述 372

17.5.2 问题分析 373

17.5.3 GUI操作步骤 373

17.5.4 总结 379

17.6 实例六——圆柱形坯料的电磁感应加热过程的分析 379

17.6.1 问题描述 379

17.6.2 问题分析 380

17.6.3 GUI操作步骤 381

17.6.4 总结 398

参考文献 399

后记 400