ansys焊接平板溫度分析

1、ANSYS 操作實(shí)例問題描述 某一平板由鋼板和鐵板焊接而成，焊接材料為銅，平板尺寸為1*1*0.2，橫截結(jié)構(gòu)如圖1所示，平板初始溫度為800，將平板放置于空氣中進(jìn)行冷卻，周圍空氣溫度為30，對(duì)流系數(shù)為110W/（·）。求10分鐘后平板內(nèi)部的溫度場(chǎng)及應(yīng)力分布。圖 1 材料溫度彈性模量Gpa屈服強(qiáng)度Gpa切變模量Gpa導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·)線膨脹系數(shù)比熱容J/(kg·)密度Kg/泊松比 鋼302061.4020.6 66.61.06e-5 4607800 0.32001921.3319.84001751.1518.36001530.9215.68001250.6811.

2、2 銅301030.910.3 3831.75e-5 3908900 0.3200990.850.98400900.750.89600790.620.75800580.450.52 鐵301181.041.18 46.55.87e-6 4507000 0.32001091.011.02400930.910.86600750.760.69800520.560.51 表1 材料性能參數(shù)求解步驟第一步：建立工作文件名1、選擇utility menu/file/change jobname 命令，出現(xiàn) change jobname 對(duì)話框，在文本框中輸入工作文件名thermal，如圖2所示單擊ok按鈕

3、關(guān)閉對(duì)話框。 圖 22、 選擇main menu/prefercens 命令，彈出對(duì)話框，做如圖3改動(dòng) 圖 3第二步：定義單元類型1、 選擇main menu/preprocessor/element type/add/edit/delete 命令2、 單擊add按鈕，在生成對(duì)話框中分別選擇couple field、vector quad 13,單擊ok，如圖4所示圖 43、 單擊element type對(duì)話框上的options按鈕，出現(xiàn)plane13 element type options對(duì)話框，在element degree of freedom k1下拉列表中選擇ux uy temp

4、az選項(xiàng)，其余采用默認(rèn)值，單擊ok，如圖5所示圖 5 4、 單擊element type對(duì)話框上的add，在出現(xiàn)的對(duì)話框中分別選擇couple field、scalar brick5選項(xiàng)，單擊ok，如圖6所示圖 65、 單擊element type對(duì)話框中的close按鈕，關(guān)閉對(duì)話框第三步：定義材料性能參數(shù)1、 選擇main menu/ preprocessor / material props /material models 命令2、 在出現(xiàn)的對(duì)話框中依次雙擊thermal、conductivity、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入導(dǎo)熱系數(shù)66.6，單擊ok，如圖7所示 圖 7

5、3、 依次雙擊structral、thermal expansion、secant coefficient、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的ALPX文本框中輸入線膨脹系數(shù)1.06e-5，單擊ok如圖8所示圖 84、 依次雙擊structral、density選項(xiàng)，在dens文本框中輸入密度7800，單擊ok，如圖9所示圖 95、 依次雙擊thermal、specific heat選項(xiàng)，在C文本框中輸入比熱460，單擊ok，如圖10所示圖 106、 依次雙擊structral、linear、elastic、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperature按鈕4次，如圖1

6、1所示設(shè)置，單擊ok圖 117、 依次雙擊structral、nolinear、inelastic、rate independent、kinematic hardening plasticcity、mises plasticty、bilinear選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperature按鈕4次，如圖12所示設(shè)置，單擊ok圖 128、 在define material model behavior對(duì)話框中選擇material/new model命令，在define material id文本框中輸入2，單擊ok9、 依次雙擊thermal、conductivity、isotrop

7、ic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入導(dǎo)熱系數(shù)383，單擊ok10、 依次雙擊structral、thermal expansion、secant coefficient、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的ALPX文本框中輸入線膨脹系數(shù)1.75e-5，單擊ok11、 依次雙擊structral、density選項(xiàng)，在dens文本框中輸入密度8900，單擊ok12、 依次雙擊thermal、specific heat選項(xiàng)，在C文本框中輸入比熱390，單擊ok13、 依次雙擊structral、linear、elastic、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperature按鈕4次，

8、如圖13所示設(shè)置，單擊ok圖 1314、 依次雙擊structral、nolinear、inelastic、rate independent、kinematic hardening plasticcity、mises plasticty、bilinear選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperature按鈕4次，如圖14所示設(shè)置，單擊ok圖 1415、 在define material model behavior對(duì)話框中選擇material/new model命令，在define material id文本框中輸入3，單擊ok16、 依次雙擊thermal、conductivity、i

9、sotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中輸入導(dǎo)熱系數(shù)46.5，單擊ok17、 依次雙擊structral、thermal expansion、secant coefficient、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的ALPX文本框中輸入線膨脹系數(shù)5.87e-6，單擊ok18、 依次雙擊structral、density選項(xiàng)，在dens文本框中輸入密度7000，單擊ok19、 依次雙擊thermal、specific heat選項(xiàng)，在C文本框中輸入比熱450，單擊ok20、 依次雙擊structral、linear、elastic、isotropic選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperatu

10、re按鈕4次，如圖15所示設(shè)置，單擊ok圖 1521、 依次雙擊structral、nolinear、inelastic、rate independent、kinematic hardening plasticcity、mises plasticty、bilinear選項(xiàng)，在出現(xiàn)的對(duì)話框中單擊add temperature按鈕4次，如圖16所示設(shè)置，單擊ok圖 1622、 在define material model behavior對(duì)話框中選擇material/exit命令，關(guān)閉該對(duì)話框第四步：創(chuàng)建幾何模型、劃分網(wǎng)格1、 選擇main menu/preprocessor/moeling/cr

11、eate/keypints/in active CS命令，在出現(xiàn)的NPT keypoints number文本框中輸入關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)1，在X，Y，Z location in active CS 文本框中依次輸入關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)0、0、02、 單擊apply ，依次輸入一下關(guān)鍵點(diǎn)編號(hào)和坐標(biāo)： 2（0.5,0,0）； 3（1,0,0）； 4（0,0.2,0）； 5（0.4,0.2,0）； 6（0.6,0.2,0）； 7（1,0.2,0）；3、 選擇main menu/preprocessor/modeling/create/areas/arbitrary/through KPs 命令，在出現(xiàn)的菜單文本框中輸

12、入1,2,5,4，單擊apply，在文本框中輸入2,3,7,6，單擊ok4、 選擇utility menu/workplane/change active CS to/Global Cylindrical命令，將當(dāng)前激活坐標(biāo)系轉(zhuǎn)變?yōu)橹鴺?biāo)系5、 選擇main menu/preprocessor/modeling/create/lines/lines/in Active Coord命令，在出現(xiàn)的菜單文本框中輸入6,5，單擊ok6、 選擇Utility Menu/PlotCtrls/Numbering命令，在出現(xiàn)的菜單中選擇Line numbers和Area numbers選項(xiàng)，使其由OFF變?yōu)镺

13、N，單擊ok7、 選擇main menu/preprocessor/meshing/mesh/areas/arbitrary/By Lines命令，在出現(xiàn)的菜單文本框中輸入2,8,9，單擊ok8、 選擇Utility Menu/plot/areas命令，窗口顯示生成的平面幾何模型，如圖17所示圖 179、 選擇main menu/preprocessor/meshing/size cntrls/manua size/global/size命令，在出現(xiàn)的菜單SIZE element edge length文本框中輸入0.05，單擊ok如圖18所示圖 1810、 選擇main menu/prepr

14、ocessor/meshing/mesh/areas/mapped/3or4 sided命令，在出現(xiàn)的菜單文本框中輸入1,2,3，單擊ok11、 選擇Utility Menu/plot/elements命令，顯示窗口顯示網(wǎng)格劃分結(jié)果，如圖19所示圖 1912、 選擇main menu/preprocessor/meshing/size cntrls/manua size/global/size命令，將SIZE element edge length文本框中輸入0.05刪掉，在NDIV NO.of element divisions 文本框中輸入10，單擊ok13、 選擇main menu/pr

15、eprocessor/modeling/operate/extrude/elem ext ops命令，出現(xiàn)Element Extrusion Options對(duì)話框，在【type】下拉列表中選擇2 solid5，在【MAT】下拉列表中選擇1，其余不做改動(dòng)，單擊ok，如圖20所示圖 2014、 選擇main menu/preprocessor/modeling/operate/extrude/areas/along normal命令，在出現(xiàn)的Extrude Area by菜單文本框中輸入1，單擊ok，出現(xiàn)Extrude Area along normsl 對(duì)話框，在NAREA文本框中輸入1，在DI

16、ST文本框中輸入1，單擊ok，如圖21所示圖 2115、 選擇main menu/preprocessor/modeling/operate/extrude/elem ext opts命令，出現(xiàn)Element Extrusion Options對(duì)話框，在【MAT】下拉列表中選擇3，其余不做改變，單擊ok，如圖22所示圖 2216、 選擇main menu/preprocessor/modeling/operate/extrude/areas/along normal命令，在出現(xiàn)的Extrude Area by菜單文本框中輸入2，單擊ok，出現(xiàn)Extrude Area along normsl

17、對(duì)話框，在NAREA文本框中輸入2，在DIST文本框中輸入1，單擊ok17、 選擇main menu/preprocessor/modeling/operate/extrude/elem ext opts命令，出現(xiàn)Element Extrusion Options對(duì)話框，在【MAT】下拉列表中選擇2，其余不做改變，單擊ok18、 選擇main menu/preprocessor/modeling/operate/extrude/areas/along normal命令，在出現(xiàn)的Extrude Area by菜單文本框中輸入3，單擊ok，出現(xiàn)Extrude Area along normsl 對(duì)

18、話框，在NAREA文本框中輸入3，在DIST文本框中輸入-1，單擊ok19、 拖拉面生成結(jié)果如圖23所示圖23 拖拉生成結(jié)果第五步：加載求解1、 選擇main menu/solution/analysis type/new analysis 命令，出現(xiàn)new analysis 對(duì)話框，選擇分析類型為transient，如圖24所示，單擊ok，出現(xiàn)transient analysis對(duì)話框，采用full設(shè)置，如圖25所示，單擊ok圖 24圖 252、 選擇main menu/solution/load step opts/time-frenquenc/time integration/ampli

19、tude decay命令，出現(xiàn)time integeration controls 對(duì)話框，進(jìn)行如圖26所示設(shè)置，單擊ok圖 263、 選擇main menu/solution/analysis type/soln controls 命令，出現(xiàn)solution controls對(duì)話框，選擇basic選項(xiàng)卡，參照?qǐng)D27進(jìn)行設(shè)置；選擇transient選項(xiàng)卡，參照?qǐng)D28進(jìn)行設(shè)置，單擊ok圖 27圖 284、 選擇main menu/solution/define loads/apply/structural/temperature/uniform temp 命令，出現(xiàn)uniform tempera

20、ture 對(duì)話框，如圖29進(jìn)行設(shè)置，單擊ok圖 295、 選擇utility menu/select/entities命令，出現(xiàn)select entities對(duì)話框，在第1個(gè)下拉列表中選擇Areas，第2個(gè)下拉列表中選擇By num/pic 選項(xiàng)，點(diǎn)擊Unselect 選項(xiàng)，單擊ok，出現(xiàn)Unselect areas 菜單，在文本框中輸入6,13，單擊ok關(guān)閉該菜單6、 選擇 Utility menu/select/entities 命令，出現(xiàn)select entities對(duì)話框，在第1個(gè)下拉列表中選擇Nodes，第2個(gè)下拉列表中選擇Attached to 選項(xiàng),在第3個(gè)選項(xiàng)中點(diǎn)擊Areas,

21、all選項(xiàng)，并選中From Full 選項(xiàng)，單擊ok關(guān)閉此菜單7、 選擇Main menu/solution/define loads/apply/thermal/convection/on nodes命令，在出現(xiàn)的菜單中單擊Pick all，出現(xiàn)Apply CONV on nodes 對(duì)話框，如圖30進(jìn)行設(shè)置，單擊ok關(guān)閉此對(duì)話框圖 308、 選擇Utility Menu/select/everything命令9、 選擇Main Menu/solution/solve/Current LS 命令，出現(xiàn)Solve Current Load Step對(duì)話框，單擊ok，ANSYS開始求解計(jì)算第六步

22、：查看求解結(jié)果1、 選擇Manu Menu/general postproc/read results/last Set命令2、 選擇Manu Menu/general postproc/plot results/contour plot/nodal solu 命令，出現(xiàn) Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Node Solution/DOF Solution/Nodal Temperature,單擊ok，ANSYS顯示窗口顯示溫度場(chǎng)分布等值線圖，如圖31所示圖31 溫度等值線圖3、 選擇Manu Menu/general postproc/plot results/contour plot/nod