热分析中的顺序耦合计算

在结构分析中,我们经常需要考虑热应力对结构的影响。其中可以先对结构进行热分析,得到结构内部的温度分布,再将温度分布作为初始载荷进行热应力分析。以下是一个顺序耦合实例的操作流程

热分析

  1. 进入ANSYS主菜单Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete,选择添加热分析单元
  2. 进入ANSYS主菜单Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels
    • 添加热传导速率参数Thermal→Conductivity→Isotropic
    • 添加力学属性Structural→Linear→Elastic→Isotropic
    • 添加热膨胀系数Structural→Thermal Expansion→Secant Coefficient→Isotropic。
  3. 建立模型,还是按照ANSYS标准的点、线、面、体建立模型。
  4. 划分网格,进入ANSYS主菜单Preprocessor→Meshing→,点选模型进行网格划分
  5. 热分析,进入ANSYS主菜单Solution→Analysis Type→New Analysis,设置分析类型为稳态分析Steady-state
  6. 输入热边界条件,进入ANSYS主菜单Solution→ Define Loads→ Apply→ Thermal→ Temperature→ On Lines,在边界施加温度荷载。
  7. 开始计算,进入ANSYS主菜单Solution→Solve→Current LS,计算当前结构的温度场分布。

结构分析

  1. 根据上面的热分析结果进行结构应力分析,进入ANSYS主菜单Preprocessor→ Element Type→ Switch Elem Type,选择单元转换方式为从热分析向结构分析转换Thermal to Struc
  2. 输入位移边界条件,进入ANSYS主菜单Solution→ Define Loads→ Apply→ Structural→ Displacement→ On Lines,在模型边界设置约束自由度。
  3. 最后将前面热分析的温度应力分布读入当前的分析工况,进入ANSYS主菜单Solution→Define Loads→Apply→Structural→Temperature→From Therm Analy,从前面的热分析结果(Jobname.rth)文件中读取热分析结果,如果设定的分析项目名称为case07的话,则热分析结果的文件名为case07.rth(注意名字要相同)。
  4. 计算结果,进入ANSYS主菜单Solution→Solve→Current LS,计算当前结构的温度应力。
  5. 后处理分析,进入ANSYS主菜单General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu