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钢球温度场分析.doc


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钢球温度场分析.doc:..钢球温度场分析问题描述:半径为20mm的钢球,其导热系数为£=24W/m°C,密度。=7840kg/m3,热容Ca=550J/kg°C,初始温度为T0=940°Co将此钢件置于温度为7)=80°C,换热系数为A=300W/m2°C的介质中冷却,计算此钢球冷却过程的温度分布及其演化。根据问题的对称性,此问题可以作为轴对称问题进行分析,取圆球截面的1/4o一、生成几何模型按照ANSYS软件的约定,轴对称问题必须以Y轴作为对称轴。(1)牛:成关键点:mainmenu>preprocessor>modeling>create>keypoints>inactivecs生成KI(0,0),K2(20,0),K3(0,20)。(2)在直角坐标系屮生成两条直边,mainmenu>preprocessor>modeling>create>lines>lines>straightline连接KI、K2生成一条直边,连接KI、K3生成第二条直边。(3)在圆柱坐标系中生成圆弧线段,Utilitymenu>workplane>changeactivecsto>globalcylindrical(4)将当前坐标系设定为圆柱坐标系,mainmenu>preprocessor>modeling>create>lines>lines>inactivecoord(5)连接K2、K3生成圆弧线段。Utilitymenu>workplane>changeactivecsto>globalcartesian(6)将当前坐标系重新设定为直角坐标系。mainmenu>preprocessor>modeling>create>areas>arbitrary>bylines选择三个线段,apply/ok,构成面。二、生成有限元模型1)选择单元类型mainmenu>preprocessor>elementtype>add/edit/delete点击按钮“Add…”,弹出单元库选择界面:选择ThermalSolid,Quad8node77。点击按钮“Option…”,在[K3]域选择单元为轴对称类型。2)定义材料参数mainmenu>preprocessor>materialprops>materialmodels在弹出的uDefineMaterialModelBehavior界面中双击Thermal,双击Conductivity>isotropic,输入导热系数24;双击SpecificHeat,输入热容550;双击Density,输入密度7840。3)划分单元mainmenu>preprocessor>meshing>trls>smartsize>basic选择单元划分密度水平6。4)划分网格mainmenu>preprocessor>meshing>mesh>areas>free拾取儿何实体,Oko有限元模型如下图所示。三、施加约束和载荷瞬态温度场分析要给定初始温度场、换热条件,在这里设定钢球的初始温度、换热系数和介质温度。(1)设定均匀分布的初始温度为940。mainmenu>solution>define>loads>apply>thermal>temperature>uniformtemp(2)介质温度的设置mainmenu>solution>define>loads>apply>thermal>convection>onlines选择换热边界线段,在“ApplyCONVonLinesv对话框中指定换热系数。当换热系数为常数时,在[VALI]域输入换热系数,在[VAL2I]域输入介质温度。1ELEMENTSANSYSDEC2201109:41:28Gangqiu卩L|、求解mainmenu>solution>analysistype>newanalysis确定计算类型,选择Transientomainmenu>solution>loadstepopts>outputctrls>db/resultsfile选择Everysubstep保存每个时间步的计算结果。mainmenu>solution>loadstepopts>time/frequenc>timeandsubsteps计算步数为40,计算时间为20秒。XITimeandSubstepOptionsTimeandSubst&pOptions[TIME]Timeatendofloadstep[NSUBST]Numberofsubsteps[KBC]「Stepped[AUTOTS]AutomaticsteppingCOHCOFFGProgChosenspecific

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  • 时间2019-10-19