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第一篇ANSYS8.0热分析基本教程1

第1章　ANSYS8.0热分析简介1

1-1　概述2

1-2　ANSYS8.0热分析基本原理3

1-3　ANSYS8.0耦合场分析4

第2章　ANSYS8.0热分析基础知识9

2-1　热分析符号与单位10

2-2　传热学经典理论10

2-3　三种基本热传递方式11

2-3-1热传导11

2-3-2　对流11

2-3-3　辐射12

2-4　热分析材料基本属性12

2-4-1比热容（SpecificHeat）12

2-4-2　焓（Enthalpy）12

2-4-3生热率（HeatGenerationRate）13

2-5　边界条件与初始条件13

2-5-1　三类边界条件13

2-5-2　初始条件13

2-6　热载荷14

2-7　稳态与瞬态热分析14

2-7-1稳态传热14

2-7-2　瞬态传热15

2-8　线性与非线性热分析15

第3章　稳态热分析17

3-1　稳态热分析的应用18

3-2　热分析单元18

3-3　稳态热分析基本步骤22

3-3-1　建立有限元模型22

3-3-2　施加载荷25

3-3-3求解39

3-3-4　后处理43

第4章　瞬态热分析45

4-1瞬态热分析的应用46

4-2　瞬态热分析单元46

4-3　瞬态热分析基本步骤46

4-3-1　建立有限元模型46

4-3-2　施加载荷计算48

4-3-3　求解50

4-3-4　后处理52

第5章　辐射55

5-1　辐射热分析的应用56

5-2　辐射热分析常用单元56

5-3　辐射热分析基本概念56

5-3-1黑体56

5-3-2　灰体57

5-3-3　角系数57

5-4　热辐射公式58

5-4-1　角系数的计算58

5-4-2　热辐射计算方程58

5-5　辐射热分析求解方法59

5-5-1非隐藏法与隐藏法59

5-5-2　点-点问题60

5-5-3点-面问题60

5-5-4　面-面问题及AUX12矩阵生成器61

5-6　空间节点的使用67

第6章　相变分析69

6-1　相变分析简介70

6-2　相变分析应注意的问题70

第7章　热应力分析73

7-1　热应力分析简介74

7-2　热应力分析单元74

7-2-1　直接法进行热应力分析单元74

7-2-2　间接法进行热应力分析单元74

7-3　热应力分析基本步骤75

7-3-1直接法进行热应力分析基本步骤75

7-3-2　间接法进行热应力分析基本步骤89

第8章　流体热分析91

8-1FLOTRAN热分析简介92

8-1-1FLOTRAN热分析的功能92

8-1-2FLOTRAN热分析的基本要求92

8-2FLOTRAN热分析求解93

8-2-1FLOTRAN热分析的求解内容93

8-2-2FLOTRAN热分析方法93

8-2-3FLOTRAN热分析的基本步骤94

第二篇　ANSYS8.0热分析实例解析97

第9章　稳态热分析实例详解97

9-1实例1——短圆柱体的热传导过程98

9-1-1问题描述98

9-1-2问题分析98

9-1-32D建模求解步骤98

9-1-43D建模求解步骤106

9-2　实例2——长空心圆柱体的热传导过程112

9-2-1问题描述112

9-2-2　问题分析113

9-2-3　求解步骤113

9-3　实例3——保温筒的对流传热过程117

9-3-1问题描述117

9-3-2　问题分析118

9-3-3　求解步骤118

9-4　实例4——高温炉炉壁的热传导过程126

9-4-1问题描述126

9-4-2问题分析127

9-4-3　求解步骤127

9-5　实例5——矩形截面梁的对流传热过程133

9-5-1问题描述133

9-5-2问题分析134

9-5-3　求解步骤134

9-6　实例6——长圆柱体圆周受谐响应热载荷138

9-6-1问题描述138

9-6-2问题分析138

9-6-3　求解步骤139

9-7实例7——导管和罐体结合处的稳态热分析143

9-7-1问题描述143

9-7-2问题分析144

9-7-3求解步骤144

第10章　瞬态热分析实例详解157

10-1实例1——钢球瞬态传热过程分析158

10-1-1问题描述158

10-1-2问题分析158

10-1-3　求解步骤158

10-2　实例2——型材瞬态传热过程分析170

10-2-1问题描述170

10-2-2　问题分析171

10-2-3　求解步骤171

10-3　实例3——平板承受热载荷179

10-3-1问题描述179

10-3-2问题分析179

10-3-3　求解步骤179

10-4实例4——半无限大体受线性变化的温度载荷186

10-4-1问题描述186

10-4-2问题分析186

10-4-3　求解步骤186

10-5　实例5——高温铜导线冷却过程分析194

10-5-1问题描述194

10-5-2　问题分析194

10-5-3　求解步骤195

10-6实例6——带轮淬火过程分析200

10-6-1问题描述200

10-6-2　问题分析201

10-6-3　求解步骤201

第11章　辐射热分析实例详解221

11-1　实例1——黑体辐射222

11-1-1问题描述222

11-1-2　问题分析222

11-1-3　求解步骤222

11-2　实例2——等轴同心圆柱面的辐射传热226

11-2-1问题描述226

11-2-2　问题分析227

11-2-3　求解步骤227

11-3　实例3——等轴同心圆柱体的辐射传热237

11-3-1　问题描述237

11-3-2　问题分析238

11-3-3　求解步骤238

11-4　实例4——型钢的热辐射过程248

11-4-1问题描述248

11-4-2　问题分析248

11-4-3　求解步骤249

第12章　相变分析实例详解259

12-1实例1——水结冰过程分析260

12-1-1问题描述260

12-1-2　问题分析260

12-1-3　求解步骤261

12-2　实例2——冰融化过程分析274

12-2-1问题描述274

12-2-2问题分析275

12-2-3　求解步骤275

12-3　实例3——铸造过程热分析284

12-3-1　问题描述284

12-3-2　问题分析285

12-3-3　求解步骤285

第13章　热应力分析实例详解301

13-1实例1——圆筒内部热应力分析302

13-1-1　问题描述302

13-1-2　问题分析302

13-1-3　间接法求解步骤302

13-1-4　直接法求解步骤311

13-2　实例2——冷却栅管的热应力分析318

13-2-1　问题描述318

13-2-2　问题分析318

13-2-3　求解步骤318

13-3　实例3——两无限长平板热膨胀分析332

13-3-1问题描述332

13-3-2　问题分析332

13-3-3　求解步骤332

13-4　实例4——包含焊缝的金属板热膨胀分析340

13-4-1问题描述340

13-4-2　问题分析341

13-4-3　求解步骤341

13-5　实例5——连杆热应力分析355

13-5-1问题描述355

13-5-2　问题分析356

13-5-3　求解步骤356

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371

13-6-1问题描述371

13-6-2　问题分析372

13-6-3　求解步骤373

第14章FLOTRAN热分析实例详解387

14-1实例1——层流流体受均匀壁面热通量388

14-1-1　问题描述388

14-1-2　问题分析388

14-1-3　求解步骤389

14-2　实例2——空腔中空气的热稳态层流分析403

14-2-1　问题描述403

14-2-2　问题分析403

14-2-3　求解步骤403