内容发布更新时间 : 2024/12/27 2:40:53星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

钢球温度场分析问题描述：

半径为20mm的钢球，其导热系数为k = 24 W/m℃，密度? = 7840 kg/m3，热容C? = 550 J/kg℃，初始温度为T0 = 940℃。将此钢件置于温度为Tf = 80℃，换热系数为h = 300 W/m2℃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1/4 。 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）生成关键点：

main menu >preprocessor >modeling >create >keypoints >in active cs 生成K1（0，0），K2（20，0），K3（0，20）。 （2）在直角坐标系中生成两条直边，

main menu >preprocessor >modeling >create >lines >lines >straight line 连接K1、K2生成一条直边，连接K1、K3生成第二条直边。 （3）在圆柱坐标系中生成圆弧线段，

Utility menu >workplane >change active cs to >global cylindrical （4）将当前坐标系设定为圆柱坐标系，

main menu >preprocessor >modeling >create >lines >lines >in active coord

（5）连接K2、K3生成圆弧线段。

Utility menu >workplane >change active cs to >global cartesian （6）将当前坐标系重新设定为直角坐标系。

main menu >preprocessor >modeling >create >areas >arbitrary >by lines 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

main menu>preprocessor>element type>add/edit/delete

点击按钮“Add…”，弹出单元库选择界面：选择Thermal Solid，Quad 8node 77。

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

main menu >preprocessor >material props >material models

在弹出的“Define Material Model Behavior”界面中双击Thermal， 双击Conductivity >isotropic，输入导热系数24； 双击Specific Heat，输入热容550； 双击Density，输入密度7840。

3）划分单元