Стационарный тепловой анализ конструкции (Лабораторная работа № 2)

Лабораторная работа №2

Стационарный тепловой анализ

Цель работы: провести стационарный тепловой анализ конструкции.

Порядок выполнения работы:

1.  Определяем тип анализа

MAIN MENU => PREFERENCES => TERMAL => OK (тепловой расчет).

2.  Выбираем тип используемого элемента, задаем его толщину и определяемся со свойствами материала:

Выбираем конечный элемент - MAIN MENU => PREPOCESSOR => ELEMENT TYPE => ADD/EDIT/DELETE => ADD => TERMAL SOLID QUAD 4 NODE 55 => OK => CLOSE

Задаем материал: MAIN MENU => PREPOCESSOR => MATERIAL PROPS => MATERIAL MODELS. Затем выполняем действия:

Двойным нажатием мыши на указанные папки выполните: TERMAL => CONDUCTIVITY => ISOTROPIC. В окне CONDUCTIVITYFORMATERIALNUMBER 1 нажмите три раза на кнопку ADDTEMERATUREи в полях TEMERATURESзадайте: 20, 40, 60, 100; в полях KXX задайте 30, 35, 55, 95.

Аналогично раскрываем DENSITYи в поле DENSзадаем 7800.

3.  Строим деталь

Прямоугольник со сторонами 0.5 и 0.75 метра: MAINMENU => PREPOCESSOR => MODELING => CREATE => AREAS =>RECTANGLE => BYDIMENSIONSи задаем координаты X1, X2 и Y1, Y2 равные 0, 0.5 и 0, 0.75 соответственно нажимаем OK.

Окружность радиусом 0.1 метра, с координатами центра окружности 0.25, 0.15 по оси OXи OY: MAINMENU => PREPOCESSOR => MODELING => CREATE => AREAS =>CIRCLE => SOLIDCIRCLEдалее задаем указанные координаты и радиус и нажимаем OK.

Окружность радиусом 0.1 метра, с координатами центра окружности 0.25, 0.6 по оси OXи OY: MAINMENU => PREPOCESSOR => MODELING => CREATE => AREAS =>CIRCLE => SOLIDCIRCLEдалее задаем указанные координаты и радиус и нажимаем OK.

4.  Создаем конструкцию посредствам логического вычитания геометрических объектов.

MAINMENU => PREPOCESSOR => MODELING => OPERATE => BOOLEANS => SUBSTRACT => AREAS, затем нажимаем на прямоугольник и на OK, далее нажимаем сначала на окружность 1, потом на окружность 2, потом OK.

5.  Разбиваем конструкцию на конечные элементы.

Задаем средний размер грани элементов: MAINMENU => PREPOCESSOR => MESHING => SIZECNTRLS => MANUALSIZE => GLOBAL => SIZEи переменной SIZE присваиваем значение 0.025, нажимаем OK.

Проводим разбиение MAIN MENU => PREPOCESSOR => MESHING => MESH => AREAS => FREE => PICK ALL.

6.  Задаем граничные условия

Задаем температуру окружающей среды, контактирующей с линией 1: MAINMENU => SOLUTION => DEFINELOADS => APPLY => THERMAL => CONVECTION => ONLINESи нажимаем на данную линию, потом OK. В окне, переменной VALIи VAL2Iприсваиваем значение 20 и нажимаем OK.

Задаем температуру, действующую на линию 2: MAIN MENU => SOLUTION => DEFINE LOADS => APPLY => THERMAL => CONVECTION => ON LINES и нажимаем на данную линию, потом OK. В окне, переменной VALIи VAL2Iприсваиваем значение 110 и нажимаем OK.

Определяем величину шага: MAINMENU => SOLUTION => LOADSTEPOPTS => TIME/FREQUENC => TIMEANDSUBSTPSи в окне задаем переменным TINEиNSUBST значение 1 и нажимаемOK.

7.  Проводим расчет

MAIN MENU => SOLUTION => SOLVE => CURRENT LS => OK.

8.  Просматриваем результаты

Картина распределения температуры: MAIN MENU => GENERAL POSTPROC => PLOT RESULTS => CONTOUR PLOT => NODAL SOUL = DOF SOLUTION => TEMPERATURE => OK

График температуры на заданном пути:

Задаем путь, например: MAINMENU => GENERALPOSTPROC => PATHOPERATIONS => DEFINEPATH => BYNODESвыделяем два узла на противоположенных сторонах конструкции, где 1 – начало пути, 2 – его конец, нажимаем OK, переменной NAMEприсваиваем имя, например TEMP, и нажимаем OK.

Определяем, что выводить на графике MAINMENU => GENERALPOSTPROC => PATHOPERATIONS => MAPONTOPATH, где выбираем, PDEFзначение DOFSOLUTIONи переменной PBC устанавливаем галочку YESи нажимаем OK.

Вводим в MAINMENU => GENERALPOSTPROC => PATHOPERATIONS => PLOTPATHITEM => ONGRAPHи выбираем заданное имя пути TEMP и нажимаем OK, в результате выводим график.

График величины теплового потока по заданному пути:

Определяем, что выводить на графике MAINMENU => GENERALPOSTPROC => PATHOPERATIONS => MAPONTOPATH, где выбираем, PDEFзначение FLUX & GRADIENT, TERMAL FLUX TFSUM и нажимаем OK.

Вводим в MAINMENU => GENERALPOSTPROC => PATHOPERATIONS => PLOTPATHITEM => ONGRAPHи выбираем TFSUM и нажимаем OK, в результате получаем график.