1、LINK68SOLID79SOLID45MASS71MASS21PLANE75PLANE25PLANE77PLANE82PLANE78PLANE83PLANE87PLANE92PLANE90PLANE95SHELL157重新进入前处理，将热单元转换为相应的结构单元，表 7-1是热单元与结构单元的对应表。可以使用菜单进行转换：Mai n Menu PreprocessorEleme nt TypeSwitch Eleme nt Type ，选择Thermal to Structual。但要注意设定相应的单元选项。例如热单元的轴对称不能自动转换到结构单 元中，需要手工设置一下。在命令流中，可将原热
2、单元的编号重新定义为结构单 元，并设置相应的单元选项。设置结构分析中的材料属性（包括热膨胀系数）以及前处理细节，如节点耦 合、约束方程等。读入热分析中的节点温度，GUI: SolutionLoad ApplyTemperatureFrom Thermal Analysis 。输入或选择热分析的结果文件名*.rth。如果热分析是瞬态的，则还需要输入热梯度最大 时的时间点或载荷步。节点温度是作为体载荷施加的，可通过 UtilityMe nuListLoadBody LoadOn all nodes 列表输出。设置参考温度，Mai n Men uSolutio nLoad Setti ngRefer
3、e nee Temp 。进行求解、后处理。7.3间接法热应力分析实例7.3.1问题描述热流体在代有冷却栅的管道里流动，如图为其轴对称截面图。管道及冷却栅的材料均为不锈钢，导热系数为1.25Btu/hr-in-oF，弹性模量为28E6lb/in2泊松 比为0.3。管压力为1000 Ib/in2，管流体温度为450 oF，对流系数为1Btu/hr-in2-oF,外界流体温度为70 oF，对流系数为0.25 Btu/hr-in2-oF。求温度 及应力分布。7.3.2菜单操作过程7.3.2.1设置分析标题1、 选择 “ Utility Men uFileCha nge Title，输入 In dire
4、ct thermal-stressAnalysis of a cooling fin 。2、 选择 “ Utility Me nuCha nge File name，输入 PIPE_FIN。7.322进入热分析，定义热单元和热材料属性1、 选择 “ Main MenuElement TypeAdd/Edit/Delete ，选择 PLANE55，设定单元选项为轴对称。2、 设定导热系数：选择 “ Main MenuMaterial PorpsMaterial Models ”，点击 Thermal，Conductivity， Isotropic，输入 1.25。7.323创建模型1、创建八个关
5、键点，选择 “ Ma in Men uCreatKeypoi nts On Active CS关键点的坐标如下：编号12345678X12Y0.252、组成三个面：选择 “ Mai nMenuAreaArbitraryThrouth Kps ，由 1,2,5,8 组成面 1; 由2,3,4,5组成面2;由8,5,6,7组成面3。3、设定单元尺寸，并划分网格： “ Main MenuMeshtool，”设定 global size 为 0.125，选择 AREA , Map ped , Mesh，点击 Pick all。7.324施加荷载1、 选择 “ Utility MenuSelectEnt
6、itiesNodesBy locationX coordinates ， From Full，输入5,点击OK，选择管壁节点；2、 在管壁节点上施加对流边界条件：选择 “ MainSolutionApplyConvectionOn n odes”，点击 Pick，all，输入对流换热系数1，流体环境温度450。3、 选择 “ Utility MenuX coordinates ， From Full :输入6,12，点击Apply ；4、 选择 “ Utility Menu E ntitiesBy locatio nY coord in ates ， Reselect ” 输入 0.25,1，
7、点击 Apply ；5、 选择 “ Utility Menu Y coord in ates ， Also select，”俞入 12，点击 OK ；6、 在管外边界上施加对流边界条件：On nodes ” 点击 Pick，all，输入对流换热系数0.25，流体环境温度70。7.325求解Select Everything。 ”2、 选择 “ Main MenuSolve Current LS。”7.326后处理1、显示温度分布：选择 “ Main Me nuGe neral PostprocPlot ResultNodal Solutio nTemperature ”。7.327重新进入前处
8、理，改变单元，定义结构材料1、 选择 “ Ma in Menu Switch Elem Type 选择, Thermal to Structure。Add/Edit/Delete ，点击 Option，将结构单元设置为轴对称。3、 选择 “Main MenuMaterial Models ，输” 入材料的 EX 为 28E6，PRXY 为 0.3，ALPX 为 0.9E-5。7.328定义对称边界条件丫 coordinates , From Full :输入0，点击Apply ;2、 选择 “ Utility MenuSeect丫 coordinates , Also select , ”俞入
9、 1，点击 Apply ;3、 选择 “ Main MenuDisplacementSymmetry B.C. On Nodes”，点击 Pick All，选择 丫 axis，点击 OK ；7.3.2.8施加管壁压力输入 5,点击 OK；PressureOn nodes ，点击 Pick All， 输入1000。7.329设置参考温度-Loads-SettingReferenee Temp 输入 70。7.3.2.10读入热分析结果1、选择 “ Main MenuFr om Thermal Analysis， 选择 PIPE_FIN.rth。7.3.2.11 求解选择 “Main Menu7.
10、3.2.12后处理General PostproNodalStressVon Mises 。”显示等效应力。7.3.3等效的命令流方法/file name,pipe_fi n/TITLE,Thermal-Stress An alysis of a cooli ng fin/prep7!进入前处理et,1,plane55!定义热单元keyopt,1,3,1!定义轴对称mp,kxx,1,1.25!定义导热系数k,1,5!建模k,2,6k,3,12k,4,12,0.25k,5,6,0.25k,6,6,1k,7,5,1k,8,5,0.25a,1,2,5,8a,2,3,4,5a,8,5,6,7esize
11、,0.125!定义网格尺寸amesh,all!划分网格eplotfin ish/solu!热分析求解nsel,s,loc,x,5!选择表面节点sf,all,conv,1,450!施加对流边界条件 nsel,s,loc,x,6,12!选择外表面节点 nsel,r,loc,y,0.25,1n sel,a,loc,x,12sf,all,conv,0.25,70!施加对流边界条件nsel,all/pse,c onv ,hcoef,1n plotsolve!求解生成PIPE_FIN.rth文件/post1pinsol,temp!得到温度场分布/prep7 !重新进入前处理etchg,tts!将热单元转换
12、为结构单元pla ne42 keyopt,1,3,1!定义轴对称特性 mp,ex,1,28e6!定义弹性模量 mp,nuxy,1,0.3!定义泊松比 mp,alpx,1,0.9e-5!定义热膨胀系数 fin ish进入结构分析求解nsel,s,loc,y,0!选择对称边界n sel,a,loc,y,1dsym,symm,y!定义对称条件选择表面 sf,all,pres,1000!施加压力边界条件 nsel,all/pbc,all,1/psf,pres,1tref,70!设定参考温度ldread,temp,rth!读入 PIPE_FIN.rth 节点温度/pbc,all,0/psf,pres,0
13、 分布/pbf,temp,1求解/post1,plnsol,s,eqv!得到等效应力7.4直接法热应力分析实例7.4.1 问题描述两个同心圆管之间有一个小间隙，管中突然流入一种热流体，求经过 3分钟后外管表面的温度。已知条件：管材弹性模量：2E11N/m2热膨胀系数：5E-41/ oF泊松比：0.3导热系数：10W/m.oC密度：7880Kg/m3比热：500J/Kg.oC外管外半径：0.131 m外管半径：0.121 m管外半径：0.12m管半径：0.11m流体温度：300oC流体与管壁对流系数：300W/m2.oC、外管接触热导：0.1W/oC7.4.2 命令流方法/filen ame,c
14、 on tact_thermal/title,c on tact_thermal example/prep7et,1,13,4,1!选择直接耦合单元 PLANE13，单元自由度为ux,uy,temp!定义为轴对称et,2,48!定义结构接触单元keyopt,2,1,1!设定接触单元的相应选项keyopt,2,2,1keyopt,2,7,1r,2,2e11,0,0.0001,0.1! 定义接触单元实常数mp,ex,1,2e11!定义管材结构及热属性mp,alpx,1,5e-5mp,kxx,1,10mp,de ns,1,7880mp,c,1,500rect,0.11,0.12,0,0.02! 建模
15、rect,0.121,0.131,0,0.02amesh,allnsel,s,loc,x,0.11!将管壁的X方向位移及温度耦合cp,1,ux,allcp,2,temp,allnsel,s,loc,x,0.12!将管外壁的X方向位移及温度耦合cp,3,ux,allcp,4,temp,allnsel,s.loc,x,0.121!将外管壁的X方向位移及温度耦合cp,5,ux,allcp,6,temp,allnsel,s,loc,x,0.131!将外管外壁的X方向位移及温度耦合cp,7,ux,allcp,8,temp,allnsel,s,loc,y,0.02!将管顶部节点的丫方向位移及温度耦合nse
16、l,r,loc,x,0,0.12cp,9,uy,all将外管顶部节点的丫方向位移及温度耦合nsel,r,loc,x,0.121,0.131cp,10,uy,all创建接触单元cm,c on t, nodensel,s,loc,x,0.121cm,targ ,nodetype,2real,2gcge n,con t,targ,3/soluan type,tra ns!瞬态分析tunif,20!初始平均温度tref,20!参考温度sfl,4,co nv,300,300!管壁对流边界sfl,6,co nv ,10,20!外管外壁对流边界约束所有底边单元的丫向位移d,all,uy,0time,180!载荷步时间deltime,10,5,15!定义时间步长outres,all,allkbc,1autots,o n!自动时间步长allsel 显示温度分布pin sol,s,eqv! 显示等效应力
