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1、短圆柱体的热传导过程问题:一短圆柱体,直径和高度均为1m,现在其上端面施加大小为100的均匀温度载荷,圆柱体下端面及侧面的温度均为0,试求圆柱体内部的温度场分布(假设圆柱体不与外界发生热交换)。圆柱体材料的热传导系数为30W/(m)。求解:第一步:建立工作文件名和工作标题在ANSYS软件中建立相应的文件夹,并选择Thermal复选框。第二部:定义单元类型在单元类型(element type)中选择thermal solid和quad 4node 55,在单元类型选择数字(element type reference number)输入框中输入1,在单元类型选择框里选择Axisymmetric,
2、其余默认即可。第三步:定义材料性能参数在材料性能参数对话框中输入圆柱体的导热系数30.第四步:创建几何模型、划分网格创建数据点,输入点坐标。在第一个输入框中输入关键点编号1,并输入第一个关键点坐标0、0、0,重复输入第二个、第三个、第四个关键点,相应的坐标分别为2(0.5,0,0);3(0.5,1,0);4(0,1,0)。结果如下图1所示:在模型中创建直线,选择编号为1、2的关键点生成一条直线,在选取2、3生成一条直线,同样选择编号为3、4和编号为4、1的关键点生成另外两条直线。结果如下图2所示:之后在plot numbering controls对话框,分别打开KP Keypoint num
3、bers、LINE line numbers、AREA Area numbers,建立直线L1、L2、L3、L4线段。生成几何模型,如下图所示:在L1、L3线段上划分20个单元,并将L2、L4划分成40个单元格,并在模型上选取编号为A1的平面,如下图所示:将结果进行保存。第五步:加载求解选择分析类型Steady-State,在Select Entities对话框,第一个下拉列表框中选择Lines,在第二个下拉列表中选择By Num,第三个单选框中选择From Full。选择线段L1、L2。重复上述操作,在Select Entities对话框,第一个下拉列表框中选择Nodes,在第二个下拉列表中
4、选择Attached to,第三个单选框中选择Lines,all。并在Lab2 DOFs to be constrained 列表中选择TEMP,在VALUE Load TEMP value输入框中输入0。在Select Entities对话框,第一个下拉列表框中选择Lines,在第二个下拉列表中选择By Num,第三个单选框中选择From Full选择L3线段,重复上述操作,在Select Entities对话框,第一个下拉列表框中选择Nodes,在第二个下拉列表中选择Attached to,第三个单选框中选择Lines,all。并在Lab2 DOFs to be constrained 列表中选择TEMP,在VALUE Load TEMP value输入框中输入100。加载结果如下图所示:单击Solve Current Load Step对话框中点击OK,ANSYS开始求解。并将结果进行保存。第六步:输出温度场分布图在Item,Comp Item to be contoured列表中选择DOF solution Temperature TEMP,在KUNND Items to be plotted单选框中选择Def shape only,单击OK将显示温度场分布等值图,结果如下图所示: