基于ansys的热应力耦合分析研究

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摘要热分析是的一些分析，大多和温度、表面温度及其环境有关。热分析计算一个系统的或者是有关部件的温度分布及其热物理参数等等，包括：热量的获取或损失、热流密度热梯度、等等。热分析在许多工程实际实施中热分析起着重要的作用：换热器、发动机、电子设备零部件、涡轮传动机等等。53177

本次毕业设计以ansys软件为工具，通过对顺序耦合和直接耦合的研究分析以及比较，及了解热应力产生的实质性的原因，可以根据具体的情况加以具体的运用。通过计算机模拟避免了实体加工的浪费，避免了资源浪费。也使人们更好的了解什么是耦合分析及其现实意义，使得产品的设计变得更加的多样化，通过模拟对比，选择更好的方案。Ansys工具的前景很光明，相信在不久的将来，ansys将在企业中起到主导作用。

毕业论文关键词：热分析；工程应用；热应力；耦合；模拟。

Abstract Thermal analysis of heat-related. General performance of the temperature-related Thermal analysis is used to calculate a system or component temperature distribution and other thermal physical parameters , such as the acquisition or loss of heat, thermal gradient, heat flux, etc. Thermal analysis in many engineering applications play an important role in , such as internal combustion engines, turbines, heat exchangers, piping systems, electronic components and so on.

The graduation project using the software ansys .Through the sequential coupling and direct coupling and comparative analysis,And understanding of the causes of thermal stress,Depending on the situation can be the specific application,Avoided by computer simulation of physical processing waste,and avoid waste of resources.Also make people better understand what is coupled analysis and its practical significance.I believe in the near future, ansys will play a leading role in the enterprise.

Keywords: Thermal analysis;Engineering applications;Thermal stress;Coupling;Simulations.

第一章绪论1

1.1 热耦合分析的应用.1

1.2 国内外研究现状及存在的问题.1

1.3 热耦合分析的发展趋势及其意义.2

1.4 本课题研究的基本内容.2

第二章 ANSYS介绍.4

2.1 ANSYS简介4

2.2 ANSYS技术种类4

2.3 ANSYS软件优势7

第三章热耦合分析.9

3.1 热分析的简介.9

3.2 热分析的类型.10

3.3 热分析的基本过程10

第四章热应力耦合分析实例13

4.1 分析问题13

4.2 建立模型13

4.3 定义边界条件并求解24

4.4 查看结果32

第五章对储蓄罐的热应力耦合分析.35

5.1 创建储蓄罐的模型35

5.2 定义储蓄罐的边界条件并求解38

5.3 查看结果40

结论.41

致谢.42

参考文献.43

第一章绪论

1.1 热耦合分析的应用

科技日新月异和工业生产水平的迅速提高的今天，热分析在在许多工程应用中的作用越来越显著，热分析在工程应用中的角色有很多，包括内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电热梯度、热流密度等等。热应力耦合分析方法通常采用序贯热应力耦合解法，依次进行两次或两次以上的相关场的分析，热应力耦合分析方法是把第一次热分析得到的节点温度作为“体力”，然后把载荷施加在后序的应力的分析中，以此来实现有关分析。

利用ANSYS解决热-应力问题的方法，有两种：顺序耦合、直接耦合。这两种方法各有千秋。热应力的产生原因有以下几点：1、结构在受热或变冷的时候，因为热胀冷缩的原理产生变形。2、变形受到了外界某些限制，例如位移受到约束或施加相反的力的时候，那么构中就会产生热应力。3、产生热应力的其他原因是：材料不同导致不均匀而发生变形(如热膨胀系数不同)。通过研究分析以及比较，顺序耦合和直接耦合可以根据具体的情况加以具体的分析运用。随着经济的不断发展和科技的不断进步，在生产过程中如何做到更有效的节约资源，在经济上去的同时，如何能有效的避免资源的尽可能小的浪费就成了企业竞争的关键，热耦合分析通过计算机模拟有效的避免了资源的浪费，也能够更加快捷分析整个热应力耦合的过程及其相当的数据，通过不同材料直接的对比，可以更好的选择更合适的材料进行生产加工，省去了实体加工的复杂性。