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第一篇　ANSYS 10.0热分析基本教程1

第1章　概述1

1-1　ANSYS 10.0简介2

1-1-1　ANSYS 10.0发展过程2

1-1-2　ANSYS 10.0技术特点2

1-1-3　ANSYS 10.0使用环境2

1-1-4　ANSYS 10.0程序功能3

1-1-5　ANSYS 10.0创新之处3

1-1-6　ANSYS 10.0文件系统6

1-2　ANSYS 10.0基本操作6

1-2-1　ANSYS 10.0启动与设置6

1-2-2　ANSYS 10.0用户界面7

1-2-3 退出ANSYS 10.09

1-3　ANSYS 10.0热分析9

1-3-1　ANSYS 10.0热分析概述10

1-3-2　ANSYS 10.0热分析基本原理10

1-4　ANSYS 10.0耦合场分析11

第2章　热分析基础知识17

2-1　热分析符号与单位18

2-2　传热学经典理论18

2-3　三种基本热传递方式19

2-3-1　热传导19

2-3-2　对流19

2-4-2　焓（Enthalpy）20

2-4-1 比热容（Specific Heat）20

2-3-3　辐射20

2-4　热分析材料基本属性20

2-4-3 生热率（Heat Generation Rate）21

2-5　边界条件与初始条件21

2-5-1　三类边界条件21

2-5-2　初始条件21

2-6　热载荷22

2-7　稳态与瞬态热分析22

2-7-1 稳态传热22

2-7-2　瞬态传热23

2-8　线性与非线性热分析23

第3章　稳态热分析25

3-2　热分析单元26

3-1　稳态热分析的应用26

3-3　稳态热分析基本步骤30

3-3-1　建立有限元模型30

3-3-2　施加载荷33

3-3-3　求解49

3-3-4　后处理54

第4章　瞬态热分析57

4-1　瞬态热分析的应用58

4-2　瞬态热分析单元58

4-3　瞬态热分析基本步骤58

4-3-1　建立有限元模型58

4-3-2　施加载荷计算60

4-3-3　求解63

4-3-4　后处理64

第5章　辐射热分析67

5-1　辐射热分析的应用68

5-2　辐射热分析常用单元68

5-3　辐射热分析基本概念68

5-3-1 黑体68

5-3-2　灰体69

5-3-3 角系数70

5-4　热辐射公式70

5-4-1　角系数的计算70

5-5　辐射热分析求解方法71

5-5-1　非隐藏法与隐藏法71

5-4-2　热辐射计算方程71

5-5-2　点－点问题72

5-5-3　点－面问题73

5-5-4　面－面问题及AUX12矩阵生成器73

5-6　空间节点的使用79

第6章　相变分析81

6-1　相变分析简介82

6-2　相变分析应注意的问题82

第7章　热应力分析87

7-1　热应力分析简介88

7-2　热应力分析单元88

7-2-1　直接法进行热应力分析单元88

7-2-2 间接法进行热应力分析单元88

7-3-1　直接法进行热应力分析基本步骤89

7-3　热应力分析基本步骤89

7-3-2　间接法进行热应力分析基本步骤105

第8章　流体热分析107

8-1 FLOTRAN热分析简介108

8-1-1　FLOTRAN热分析的功能108

8-1-2　FLOTRAN热分析的基本要求108

8-2 FLOTRAN热分析求解109

8-2-1　FLOTRAN热分析求解内容109

8-2-2　FLOTRAN热分析方法109

8-2-3　FLOTRAN热分析的基本步骤110

第二篇　ANSYS 10.0热分析实例解析113

第9章　稳态热分析实例详解113

9-1-2　问题分析114

9-1-3　2D建模求解步骤114

9-1-1 问题描述114

9-1 实例1——短圆柱体的热传导过程114

9-1-4　3D建模求解步骤122

9-2　实例2——长空心圆柱体的热传导过程128

9-2-1 问题描述128

9-2-2 问题分析128

9-2-3　求解步骤128

9-3　实例3——保温筒的对流传热过程133

9-3-1 问题描述133

9-3-2 问题分析134

9-3-3　求解步骤134

9-4 实例4——高温炉炉壁的热传导过程141

9-4-1 问题描述141

9-4-3　求解步骤142

9-4-2　问题分析142

9-5 实例5——自适应网格法分析矩形截面梁的对流传热过程148

9-5-1 问题描述148

9-5-2 问题分析149

9-5-3　求解步骤149

9-6 实例6——长圆柱体圆周受谐响应热载荷154

9-6-1 问题描述154

9-6-2 问题分析154

9-6-3　求解步骤154

9-7　实例7——导管和罐体结合处的稳态热分析160

9-7-1 问题描述160

9-7-3　求解步骤161

9-7-2 问题分析161

第10章　瞬态热分析实例详解173

10-1 实例1——钢球瞬态传热过程分析174

10-1-1 问题描述174

10-1-2 问题分析174

10-1-3　求解步骤174

10-2　实例2——型材瞬态传热过程分析186

10-2-1 问题描述186

10-2-2 问题分析187

10-2-3　求解步骤187

10-3　实例3——平板承受热载荷195

10-3-1 问题描述195

10-3-3　求解步骤196

10-3-2 问题分析196

10-4 实例4——半无限大体受线性变化的温度载荷203

10-4-1 问题描述203

10-4-2　问题分析203

10-4-3　求解步骤204

10-5　实例5——高温铜导线冷却过程分析210

10-5-1 问题描述210

10-5-2　问题分析211

10-5-3　求解步骤211

10-6 实例6——带轮淬火过程分析216

10-6-1 问题描述216

10-6-2 问题分析218

10-6-3　求解步骤218

第11章　辐射热分析实例详解239

11-1　实例1——黑体辐射240

11-1-1 问题描述240

11-1-2　问题分析240

11-1-3　求解步骤240

11-2　实例2——等轴同心圆柱面的辐射传热245

11-2-1 问题描述245

11-2-2　问题分析245

11-2-3　求解步骤245

11-3　实例3——等轴同心圆柱体的辐射传热256

11-3-1 问题描述256

11-3-2　问题分析257

11-3-3　求解步骤257

11-4-3　求解步骤268

11-4-2　问题分析268

11-4-1 问题描述268

11-4　实例4——型钢的热辐射过程268

第12章　相变分析实例详解279

12-1 实例1——水结冰过程分析280

12-1-1 问题描述280

12-1-2 问题分析280

12-1-3　求解步骤281

12-2　实例2——冰融化过程分析293

12-2-1 问题描述293

12-2-2　问题分析294

12-2-3　求解步骤294

12-3-1 问题描述304

12-3　实例3——铸造过程热分析304

12-3-2 问题分析305

12-3-3　求解步骤305

第13章　热应力分析实例详解319

13-1 实例1——圆筒内部热应力分析320

13-1-1　问题描述320

13-1-2　问题分析320

13-1-3　间接法求解步骤320

13-1-4　直接法求解步骤328

13-2　实例2——冷却栅管的热应力分析333

13-2-1 问题描述333

13-2-2 问题分析334

13-2-3　求解步骤334

13-3-1 问题描述345

13-3　实例3——两无限长平板热膨胀分析345

13-3-2　问题分析346

13-3-3　求解步骤346

13-4 实例4——包含焊缝的金属板热膨胀分析352

13-4-1 问题描述352

13-4-2　问题分析353

13-4-3　求解步骤353

13-5　实例5——连杆热应力分析366

13-5-1 问题描述366

13-5-2　问题分析367

13-5-3　求解步骤367

13-6　实例6——热喷涂过程中熔滴在基体表面沉积凝固后的残余应力分析382

13-6-1 问题描述382

13-6-2　问题分析383

13-6-3　求解步骤384

13-7 实例7——滑块滑动摩擦生热分析399

13-7-1 问题描述399

13-7-2　问题分析400

13-7-3　求解步骤400

第14章 FLOTRAN热分析实例详解413

14-1 实例1——层流流体受均匀壁面热通量414

14-1-1 问题描述414

14-1-2　问题分析414

14-1-3　求解步骤415

14-2　实例2——空腔中空气的热稳态层流分析429

14-2-1 问题描述429

14-2-2　问题分析429

14-2-3　求解步骤429