《ANSYS热分析详解》课件.pptVIP

ANSYS热分析详解欢迎参加ANSYS热分析详解课程！本课程旨在帮助学员全面掌握ANSYS软件在热分析领域的应用，从基础理论到高级技巧，结合实际工程案例，深入解析各类热分析问题。课程内容涵盖热传导、热对流、热辐射等基本传热方式，以及稳态、瞬态、耦合等多种分析类型。通过本课程的学习，您将能够熟练运用ANSYS进行热分析，解决实际工程中的热设计和优化问题。本课程基于ANSYS2024R1版本，确保内容的时效性和实用性。

课程目标掌握ANSYS热分析基本原理深入理解热传导、热对流、热辐射等传热方式的物理机制，以及ANSYS软件中相关的理论模型和算法，为后续的实际应用打下坚实的基础。熟悉各类热分析方法掌握稳态热分析、瞬态热分析、热-结构耦合分析、热-流体耦合分析等各类热分析方法的特点和适用范围，能够根据实际问题选择合适的分析方法。实际工程案例解析通过对散热器设计、电子器件散热、模具冷却系统、焊接热分析等实际工程案例的详细解析，将理论知识与实践应用相结合，提升解决实际问题的能力。

热分析基础理论1热传导方程介绍傅里叶导热定律及其在不同坐标系下的表达形式，理解导热系数的物理意义及其影响因素，掌握一维、二维、三维稳态和瞬态导热问题的求解方法。2边界条件类型详细讲解第一类（温度边界）、第二类（热流密度边界）、第三类（对流换热边界）、第四类（辐射换热边界）等边界条件的物理意义和数学表达，以及在ANSYS软件中的具体设置方法。3材料属性定义掌握导热系数、比热容、密度等材料属性的物理意义和测量方法，了解材料属性的温度相关性，以及在ANSYS软件中如何定义和输入材料属性。

传热的基本方式热传导热传导是由于物体内部存在温度差，通过分子、原子等微观粒子的热运动而传递热量的过程。适用于固体，其速率与导热系数、温度梯度和传热面积有关。热对流热对流是由于流体的宏观运动而传递热量的过程。分为自然对流和强制对流两种，其速率与对流换热系数、温度差和传热面积有关。热辐射热辐射是物体以电磁波的形式向外辐射能量的过程。所有温度高于绝对零度的物体都会产生热辐射，其速率与物体的辐射系数、温度的四次方和传热面积有关。

热传导基本方程傅里叶导热定律描述了热传导的基本规律，指出热流密度与温度梯度成正比，比例系数为导热系数。是进行热传导分析的基础。一维稳态导热温度仅沿一个方向变化，且不随时间变化的导热问题。可以通过简单的解析方法求解，常用于简化分析。二维稳态导热温度沿两个方向变化，且不随时间变化的导热问题。通常需要借助数值方法（如有限元法）进行求解。三维稳态导热温度沿三个方向变化，且不随时间变化的导热问题。是实际工程中最常见的导热问题，计算量较大，需要高性能计算机。

边界条件类型详解1第一类边界条件（温度边界）直接给定物体表面的温度值。在ANSYS中，可以通过施加温度载荷来实现。适用于已知表面温度的情况。2第二类边界条件（热流密度边界）给定物体表面的热流密度值。在ANSYS中，可以通过施加热流载荷来实现。适用于已知表面热流密度的情况。3第三类边界条件（对流换热边界）给定物体表面与周围流体之间的对流换热系数和流体温度。在ANSYS中，可以通过施加对流换热载荷来实现。适用于考虑对流换热的情况。4第四类边界条件（辐射换热边界）给定物体表面与周围环境之间的辐射换热系数和环境温度。在ANSYS中，可以通过施加辐射换热载荷来实现。适用于考虑辐射换热的情况。

ANSYS热分析类型稳态热分析计算物体在稳定状态下的温度分布。不考虑时间因素，求解的是温度场的最终状态。适用于分析长期运行的设备或结构的温度分布。瞬态热分析计算物体在时间变化过程中的温度分布。考虑时间因素，求解的是温度场随时间的变化过程。适用于分析启动、停止或载荷变化等瞬态过程。耦合分析概述考虑多个物理场之间相互作用的热分析。例如，热-结构耦合分析考虑温度场对结构变形的影响，热-流体耦合分析考虑温度场对流体流动的影响。

材料属性设置导热系数1比热容2密度3材料属性是进行热分析的重要参数。导热系数是衡量材料导热能力的指标，比热容是衡量材料储存热量的能力指标，密度是衡量材料质量的指标。在ANSYS中，需要准确设置这些材料属性，才能得到可靠的分析结果。此外，还需要考虑材料属性的温度相关性，尤其是在高温或低温环境下。

几何建模基础1精度保证模型精度2简化适当简化模型3对称利用对称性几何建模是进行热分析的第一步。需要注意模型的精度、简化和对称性。在保证计算精度的前提下，可以适当简化模型，以减少计算量。对于具有对称性的模型，可以利用对称性，只分析模型的一部分，从而节省计算资源。

单元类型选择单元类型适用范围SOLID70/SOLID90三维实体单元，适用于分析块状结构SHELL57/SHELL131壳单元，适用于分析薄壁结构LINK33杆单元，适用于