钢球温度场分析资料 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/11/15 2:50:03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