ANSYS 14.0 热力学分析从入门到精通PDF电子书下载

第1章 ANSYS 14.0简介 1

1.1 ANSYS发展历程及功能简介 1

1.1.1 发展历程 1

1.1.2 主要功能 2

1.1.3 ANSYS 14.0新功能 3

1.2 ANSYS热分析简介 4

1.2.1 热分析的符号与单位 4

1.2.2 热传递的方式 6

1.2.3 热力学第一定律 7

1.2.4 热分析的控制方程 8

1.2.5 热分析的功能 8

1.3 ANSYS常见操作 9

1.3.1 ANSYS的启动设置 9

1.3.2 ANSYS的用户界面介绍 10

1.3.3 ANSYS操作流程 12

1.4 ANSYS热分析案例详解 14

1.4.1 案例介绍 14

1.4.2 GUI操作流程 15

1.4.3 APDL命令流程序 25

1.5 本章小结 26

第2章 ANSYS前处理 27

2.1 定义单元类型 27

2.1.1 平面单元 27

2.1.2 体单元 29

2.1.3 壳单元 31

2.1.4 热辐射单元LINK31 31

2.1.5 热传导单元LINK33 32

2.1.6 热对流单元LINK34 32

2.1.7 热耦合场单元 32

2.1.8 特殊单元 35

2.1.9 单元类型定义命令 37

2.2 定义材料属性 39

2.3 定义坐标系 42

2.3.1 总体和局部坐标系 42

2.3.2 显示坐标系 46

2.3.3 节点坐标系 46

2.3.4 单元坐标系 46

2.3.5 结果坐标系 47

2.4 使用工作平面 47

2.4.1 定义工作平面 47

2.4.2 列表工作平面 48

2.4.3 移动工作平面 48

2.4.4 旋转工作平面 48

2.5 创建几何模型 49

2.5.1 建立图元 50

2.5.2 建立模型 60

2.5.3 选取图元 61

2.5.4 布尔运算 65

2.5.5 其他操作 68

2.6 划分网格及建立有限元模型 70

2.6.1 网格划分的方法分类 70

2.6.2 网格划分的一般步骤 72

2.6.3 应用MeshTool进行网格划分 72

2.6.4 应用Meshing菜单进行网格划分 74

2.6.5 直接生成有限元模型 82

2.7 本章小结 83

第3章 ANSYS加载和求解 84

3.1 热分析载荷概述 84

3.1.1 热分析载荷施加对象 84

3.1.2 热分析载荷分类 84

3.1.3 热载荷和边界条件注意事项 86

3.1.4 载荷步、子步和平衡迭代 86

3.1.5 时间参数 86

3.2 施加载荷和操作 87

3.2.1 施加常数载荷 87

3.2.2 利用表格和函数施加载荷 90

3.2.3 多步载荷操作 92

3.2.4 删除载荷 93

3.2.5 其他操作 94

3.3 求解设置 94

3.3.1 新分析（New Analysis） 95

3.3.2 求解控制（Solution Controls） 95

3.3.3 输出设置（Output Ctrls） 98

3.4 求解过程处理 99

3.5 本章小结 101

第4章 ANSYS后处理 102

4.1 后处理概述 102

4.1.1 通用后处理器 102

4.1.2 时间-历程后处理器 103

4.2 通用后处理器 103

4.2.1 结果文件读入通用后处理器 103

4.2.2 设置结果输出方式 104

4.2.3 图形显示计算结果 105

4.2.4 列表显示计算结果 107

4.2.5 结果查看器 109

4.2.6 基于单元表的结果处理 110

4.2.7 基于路径的结果处理 112

4.3 时间-历程后处理器 114

4.3.1 时间-历程后处理器概述 114

4.3.2 进入时间-历程后处理器 114

4.3.3 定义时间-历程变量 114

4.3.4 处理时间-历程变量 115

4.3.5 显示时间-历程变量曲线 116

4.3.6 时间-历程变量观察器 117

4.4 本章小结 118

第5章 非线性热分析 120

5.1 非线性热分析的特点 120

5.2 非线性热分析的求解原理 121

5.3 非线性热分析的步骤 122

5.4 本章小结 127

第6章 稳态热分析及实例详解 128

6.1 稳态热分析概述 128

6.2 稳态热分析的基本步骤 128

6.3 实例1：电线温度分布分析 129

6.3.1 问题描述 129

6.3.2 问题分析 130

6.3.3 GUI操作步骤 130

6.3.4 APDL命令流程序 151

6.4 实例2：飞机双层窗的温度分布分析 154

6.4.1 问题描述 154

6.4.2 问题分析 155

6.4.3 GUI操作步骤 155

6.4.4 APDL命令流程序 165

6.5 实例3：肋片换热分析 167

6.5.1 问题描述 167

6.5.2 问题分析 167

6.5.3 GUI操作步骤 168

6.5.4 APDL命令流程序 176

6.6 本章小结 179

第7章 瞬态热分析及实例详解 180

7.1 瞬态热分析概述 180

7.1.1 瞬态热分析特性 180

7.1.2 控制方程 181

7.1.3 预测时间积分与时间步长 181

7.1.4 数值求解过程 182

7.1.5 施加初始条件 183

7.1.6 设置求解选项 184

7.1.7 评估瞬态分析准确程度 185

7.2 瞬态热分析的基本步骤 186

7.3 实例1：钢锭加热过程分析 186

7.3.1 问题描述 186

7.3.2 问题分析 187

7.3.3 GUI操作步骤 187

7.3.4 APDL命令流程序 198

7.4 实例2：钢制零件冷却过程分析 201

7.4.1 问题描述 201

7.4.2 问题分析 201

7.4.3 GUI操作步骤 201

7.4.4 APDL命令流程序 211

7.5 实例3：铁块和铜块在水箱中的冷却过程分析 214

7.5.1 问题描述 214

7.5.2 问题分析 214

7.5.3 GUI操作步骤 214

7.5.4 APDL命令流程序 226

7.6 本章小结 229

第8章 热辐射分析及实例详解 230

8.1 热辐射分析概述 230

8.1.1 热辐射的特性 230

8.1.2 热辐射的基本术语 230

8.1.3 热辐射的处理方法 233

8.1.4 热辐射中使用的概念 234

8.2 ANSYS辐射模型 235

8.2.1 使用辐射线单元建立辐射模型 235

8.2.2 使用表面效应单元建立辐射模型 236

8.2.3 使用辐射矩阵单元建立辐射模型 238

8.2.4 使用光能传递求解方法建立辐射模型 241

8.3 实例1：黑体辐射分析 245

8.3.1 问题描述 245

8.3.2 问题分析 246

8.3.3 GUI操作步骤 246

8.3.4 APDL命令流程序 250

8.4 实例2：圆台的辐射传热分析 251

8.4.1 问题描述 251

8.4.2 问题分析 251

8.4.3 GUI操作步骤 251

8.4.4 APDL命令流程序 259

8.5 实例3：同心圆环间的辐射传热分析 260

8.5.1 问题描述 260

8.5.2 问题分析 261

8.5.3 GUI操作步骤 261

8.5.4 APDL命令流程序 270

8.6 实例4：非同心圆环间的辐射传热分析 272

8.6.1 问题描述 272

8.6.2 问题分析 272

8.6.3 GUI操作步骤 272

8.6.4 APDL命令流程序 280

8.7 本章小结 281

第9章 相变分析及实例详解 282

9.1 相变概述 282

9.1.1 相和相变 282

9.1.2 潜在热量和焓 282

9.2 相变分析的基本思路及求解设置 283

9.2.1 相变分析的基本思路 283

9.2.2 相变分析的求解设置 285

9.3 实例1：冰融化过程分析 287

9.3.1 问题描述 287

9.3.2 问题分析 288

9.3.3 GUI操作步骤 288

9.3.4 APDL命令流程序 298

9.4 实例2：某零件铸造过程分析 301

9.4.1 问题描述 301

9.4.2 问题分析 302

9.4.3 GUI操作步骤 302

9.4.4 APDL命令流程序 315

9.5 本章小结 318

第10章 FLOTRAN CFD分析及实例详解 319

10.1 FLOTRAN CFD分析概述 319

10.1.1 FLOTRAN CFD分析的概念 319

10.1.2 FLOTRAN CFD分析的种类 319

10.2 FLOTRAN CFD分析基础 320

10.2.1 FLOTRAN CFD单元的特点 320

10.2.2 FLOTRAN CFD分析的主要步骤 321

10.2.3 FLOTRAN CFD分析产生的文件 322

10.2.4 FLOTRAN CFD分析的局限及注意事项 323

10.2.5 FLOTRAN CFD分析中提高收敛性和稳定性的工具 324

10.2.6 FLOTRAN分析过程中应处理的问题 325

10.3 实例1：正方体内不同温度引起的流动分析 328

10.3.1 问题描述 328

10.3.2 问题分析 328

10.3.3 GUI操作步骤 328

10.3.4 APDL命令流程序 336

10.4 实例2：考虑辐射的正方体内的流动分析 338

10.4.1 问题描述 338

10.4.2 问题分析 338

10.4.3 GUI操作步骤 338

10.4.4 APDL命令流程序 342

10.5 本章小结 344

第11章 自适应网格划分和单元生死技术分析及实例详解 345

11.1 自适应网格划分技术 345

11.1.1 自适应网格划分技术的定义 345

11.1.2 自适应网格划分技术的先决条件 345

11.1.3 自适应网格划分技术的应用方法 346

11.1.4 自适应网格划分技术的说明 349

11.2 实例1：二维对流传热的自适应分析 350

11.2.1 问题描述 350

11.2.2 问题分析 350

11.2.3 GUI操作步骤 350

11.2.4 APDL命令流程序 355

11.3 单元生死技术 356

11.3.1 单元生死的定义 356

11.3.2 单元生死的基本原理 357

11.3.3 单元生死技术的应用方法 357

11.3.4 使用ANSYS结果控制单元生死 360

11.3.5 单元生死技术的注意事项 361

11.4 实例2：两焊缝在顺序焊接过程中分析 362

11.4.1 问题描述 362

11.4.2 问题分析 362

11.4.3 GUI操作步骤 363

11.4.4 APDL命令流程序 378

11.5 本章小结 381

第12章 热-结构耦合分析及实例详解 382

12.1 耦合场分析概述 382

12.1.1 耦合场分析的定义 382

12.1.2 耦合场分析的类型 382

12.1.3 直接和间接耦合分析 385

12.2 间接热-应力耦合分析 387

12.2.1 间接耦合分析的特点 387

12.2.2 间接耦合分析的基本过程 387

12.2.3 间接耦合分析的基本操作步骤 390

12.2.4 使用物理环境方法运行间接耦合场分析 391

12.3 直接热-应力耦合分析 392

12.4 实例1：厚壁圆筒的热-应力耦合分析 393

12.4.1 问题描述 393

12.4.2 问题分析 393

12.4.3 GUI操作步骤 394

12.4.4 APDL命令流程序 408

12.5 实例2：两种不同膨胀系数的物体热-应力分析 410

12.5.1 问题描述 410

12.5.2 问题分析 410

12.5.3 GUI操作步骤 410

12.5.4 APDL命令流程序 420

12.6 实例3：两接触物体热-应力耦合分析 421

12.6.1 问题描述 421

12.6.2 问题分析 421

12.6.3 GUI操作步骤 422

12.6.4 APDL命令流程序 436

12.7 实例4：圆柱形坯料墩粗过程分析 438

12.7.1 问题描述 438

12.7.2 问题分析 439

12.7.3 GUI操作步骤 439

12.7.4 APDL命令流程序 453

12.8 本章小结 460

第13章 摩擦生热分析及实例详解 461

13.1 摩擦生热的计算方法 461

13.2 实例1：两物体相互滑动过程中的摩擦生热分析 461

13.2.1 问题描述 461

13.2.2 问题分析 462

13.2.3 GUI操作步骤 462

13.2.4 APDL命令流程序 471

13.3 实例2：两物体相对转动过程中的摩擦生热分析 473

13.3.1 问题描述 473

13.3.2 问题分析 474

13.3.3 GUI操作步骤 474

13.3.4 APDL命令流程序 482

13.4 本章小结 486

第14章 ANSYS高级应用实例详解 487

14.1 实例1：流体流动过程分析 487

14.1.1 问题描述 487

14.1.2 问题分析 487

14.1.3 GUI操作步骤 488

14.1.4 APDL命令流程序 492

14.2 实例2：地下水的渗流过程分析 494

14.2.1 问题描述 494

14.2.2 问题分析 495

14.2.3 GUI操作步骤 495

14.2.4 APDL命令流程序 499

14.3 实例3：电线电-热耦合分析 500

14.3.1 问题描述 500

14.3.2 问题分析 500

14.3.3 GUI操作步骤 500

14.3.4 APDL命令流程序 508

14.4 实例4：微型控制器电-热-应力耦合分析 510

14.4.1 问题描述 510

14.4.2 问题分析 511

14.4.3 GUI操作步骤 511

14.4.4 APDL命令流程序 522

14.5 实例5：使用TABLE表加载载荷分析 525

14.5.1 问题描述 525

14.5.2 问题分析 526

14.5.3 GUI操作步骤 526

14.5.4 APDL命令流程序 533

14.6 本章小结 535

参考文献 536