1. Лабораторная работа №12
Стационарный тепловой
анализ в системе ANSYS
Цель работы : Научиться выполнять
стационарный тепловой анализ в
системе ANSYS, познакомиться с
двумерными конечными элементами
типа THERMAL для проведения
тепловых расчетов, научиться
представлять результаты расчета в
виде графиков

2. Лабораторная работа №12
Краткие сведения поставленной
задаче
►
►
►
►
В данной лабораторной работе будет проведен
стационарный тепловой анализ двумерной
конструкции. Для проведения нелинейного теплового
расчета конструкции будет использоваться двумерный
тепловой твердотельный элемент PLANE55.
В качестве граничных условий будет использоваться
конвекция.
Помимо модуля упругости, плотности и коэффициента
Пуассона, в качестве свойств материала будет
использоваться теплопроводность как функция от
температуры.
В этой работе будут продемонстрированы новые
возможности постпроцессорной обработки, такие как
построение графиков по произвольно заданному пути,
получение графика температур и теплового потока.

3. Лабораторная работа №12
Описание элемента PLANE55
PLANE55 может использоваться как плоский элемент или как
осесимметричный кольцевой элемент с 2-ой тепловой
способностью проводимости. Элемент имеет четыре узла с
единственной степенью свободы, температуры, в каждом
узле.
► Элемент применим к 2-ому, установившемуся или
переходному тепловому анализу. Если модель, содержащая
температурный элемент должна также быть
проанализирована структурно, элемент должен быть заменен
эквивалентным структурным элементом (типа PLANE42).
Подобный элемент со срединным узлом - PLANE77. Подобный
осесимметричный элемент, который принимает
неосесимметричную нагрузку - PLANE75.
► Существует опция, которая позволяет элементу моделировать
нелинейный установившийся поток жидкости через пористую
среду. С этой опцией тепловые параметры интерпретируются
как аналогичные параметры потока жидкости.
►

4. Лабораторная работа №12
Виды термической нагрузки
►
Понятие «нагрузки» в
терминах ANSYS
включают в себя
граничные условия, а
также внешние и
внутренние усилия. В
тепловых расчетах
применяются такие
нагрузки, как:
температуры, удельные
потоки тепла, конвекции,
внутренняя генерация
тепла, граничные
условия в бесконечности.
Нагрузка
Название
Обозначение
Сосредоточенная
Скорость
потока
тепла
HEAT
Конвекция
CONV
Поток тепла
HFLUX
Поверхностная
Объемная
Условия в
бесконечности
INF
Скорость
выделения тепла
HGEN

5. Лабораторная работа №12
Краткий список применяемых
команд
Граничные условия
Команда
Фиксированная температура
D,,TEMP
Поток тепла
F,,HEAT
Коэффициент теплопередачи (конвекция)
SF,,CONV
Среднемассовая температура (конвекция)
SF,,,TBULK
Поток тепла
SF,,HFLU
Выделение тепла
BFE,,HGEN
Общее выделение тепла
BFUNIF

6. Лабораторная работа №12
Порядок выполнения работы
► Порядок выполнения работы подробно
расписан в соответствующем разделе файла,
содержащем лабораторную работу.
► Необходимо четко следовать приведенным
инструкциям для успешного выполнения
работы.
► В первых работах приведены подробные
описания выполняемых действий. В
последствие авторы воздержатся от подробных
описаний аналогичных действий, принимая во
внимание, что студенты с ними уже знакомы.

7. Лабораторная работа №12
Начало работы
► Перед началом работы необходимо создать
общую директорию на жестком диске Вашего
компьютера, например «ANSYS_WORKS». В
ней будут содержаться все лабораторные
работы, выполненные в течении семестра.
► Перед выполнением каждой лабораторной
работы необходимо в директории
«ANSYS_WORKS» создавать рабочую папку, в
которой будет содержаться непосредственно
выполняемая работа. В названии этой папки
должен отражаться номер выполняемой
работы, например «Lab_rab_12».

8. Лабораторная работа №12
Содержание отчета
► Отчет о проведенной лабораторной
работе должен содержать:
► краткие теоретические сведения
► краткое описание основных шагов
решения поставленной задачи
► анализ полученных результатов

9. Лабораторная работа №12
Контрольные вопросы
►
►
►
►
►
Назовите основные характеристики элемента
PLANE55.
Какие основные тепловые характеристики
материала нужно задать, для корректного
выполнения теплового анализа?
Какие основные граничные условия для
выполнения теплового анализа вы знаете?
Каким образом строятся графики в системе
ANSYS?
Какие разновидности графиков вам
известны?

10. Лабораторная работа №12
Контрольные вопросы
►
►
►
►
►
Назовите основные характеристики элемента
PLANE55.
Какие основные тепловые характеристики
материала нужно задать, для корректного
выполнения теплового анализа?
Какие основные граничные условия для
выполнения теплового анализа вы знаете?
Каким образом строятся графики в системе
ANSYS?
Какие разновидности графиков вам
известны?