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| 內容簡介： |
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ANSYS软件是融结构、热、流体、电磁、声学等多物理场于一体的大型通用有限元分析软件，具有多个模块，不但可进行隐式分析，还可进行显式分析，并且可进行多物理场间的复杂耦合分析。本书以ANSYS2020为平台，对ANSYS热分析和与热相关的耦合场分析的基本思路、操作步骤和应用技巧进行了介绍，并结合工程应用实例讲述了ANSYS的具体使用方法。本书实例部分采用GUI方式，逐步讲解了操作步骤，在每个实例的后面列出了分析过程的命令流文件。本书还随书赠送了配套电子资料，其中收录了全书所有实例的APDL程序文件和实例操作过程录屏讲解AVI文件，可以让读者轻松快捷地掌握ANSYS2020热分析的操作技巧和工程应用方法。本书可供汽车、压力容器、国防军工、土木工程、金属热加工等行业的技术人员进行热分析与产品开发使用，也可以作为大学本科生与研究生进行热分析的参考教材。
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目 录前言第1章 ANSYS热分析简介及常用操作11.1 ANSYS热分析简介21.1.1 ANSYS的热分析能力21.1.2 ANSYS热分析分类31.1.3 ANSYS中与热相关的耦合场分析种类31.1.4 ANSYS中热分析单元简介31.2 ANSYS中常用操作51.2.1 拾取操作51.2.2 显示操作7第2章 热分析基础知识102.1 传热学基本理论112.1.1 符号与单位112.1.2 热传递的方式122.1.3 热力学定律132.1.4 热分析的控制方程142.2 热分析有限元法142.3 热分析网格划分误差及计算误差估计16第3章 稳态热分析173.1 稳态热分析概述183.1.1 稳态热分析定义183.1.2 稳态热分析的控制方程183.2 热载荷和边界条件的类型183.2.1 概述183.2.2 热载荷和边界条件注意事项193.3 稳态热分析基本步骤19第4章 稳态热分析实例详解224.1 实例一——电线生热分析234.1.1 问题描述234.1.2 问题分析234.1.3 GUI操作步骤234.1.4 APDL命令流程序394.2 实例二——蒸汽管分析414.2.1 问题描述414.2.2 问题分析414.2.3 GUI操作步骤424.2.4 APDL命令流程序544.3 实例三——热力管分析604.3.1 问题描述604.3.2 问题分析604.3.3 GUI操作步骤614.3.4 APDL命令流程序784.4 实例四——肋片换热器分析784.4.1 问题描述784.4.2 问题分析784.4.3 GUI操作步骤794.4.4 APDL命令流程序85第5章 瞬态热分析与非线性热分析865.1 瞬态热分析概述875.1.1 瞬态热分析特性875.1.2 瞬态分析前处理考虑因素875.1.3 控制方程875.1.4 时间积分与时间步长预测885.1.5 时间步长设置895.1.6 数值求解过程905.1.7 瞬态分析准确程度的评估905.1.8 初始条件的施加915.2 非线性分析综述935.2.1 非线性分析特点935.2.2 稳态非线性求解过程935.2.3 非线性分析步骤94第6章 瞬态热分析实例详解1036.1 实例一——钢板加热过程分析1046.1.1 问题描述1046.1.2 问题分析1046.1.3 GUI操作步骤1046.1.4 APDL命令流程序1126.2 实例二——钢制零件淬油过程分析1146.2.1 问题描述1146.2.2 问题分析1146.2.3 GUI操作步骤1156.2.4 APDL命令流程序1216.3 实例三——温度控制加热器分析1246.3.1 问题描述1246.3.2 问题分析1246.3.3 GUI操作步骤1256.3.4 APDL命令流程序1336.4 实例四——两环形零件在圆筒形水箱中的冷却过程1336.4.1 问题描述1336.4.2 问题分析1346.4.3 GUI操作步骤1346.4.4 APDL命令流程序139第7章 热辐射分析1417.1 热辐射基本理论及在ANSYS中的处理方法1427.1.1 热辐射特性1427.1.2 热辐射基本术语1427.1.3 ANSYS中热辐射的处理方法1457.2 ANSYS中辐射建模方法1457.2.1 使用辐射线单元建立辐射模型1467.2.2 使用表面效应单元建立辐射模型1467.2.3 使用辐射矩阵单元建立辐射模型148第8章 热辐射分析实例详解1538.1 实例一——黑体热辐射分析1548.1.1 问题描述1548.1.2 问题分析1548.1.3 GUI操作步骤1548.1.4 APDL命令流程序1578.2 实例二——两同心圆柱体间热辐射分析1588.2.1 问题描述1588.2.2 问题分析1598.2.3 GUI操作步骤1598.2.4 APDL命令流程序1698.3 实例三——长方体形钢坯料空冷过程分析1718.3.1 问题描述1718.3.2 问题分析1728.3.3 GUI操作步骤1728.3.4 APDL命令流程序1778.4 实例四——圆台形物体热辐射分析1778.4.1 问题描述1778.4.2 问题分析1788.4.3 GUI操作步骤1788.4.4 APDL命令流程序184第9章 相变分析1859.1 相变基本术语1869.1.1 相和相变1869.1.2 潜在热量和焓1869.2 ANSYS中的相变分析基本思路及求解设置1879.2.1 相变分析基本思路1879.2.2 求解设置189第10章 相变分析实例详解19110.1 实例一——茶杯中水结冰过程分析19210.1.1 问题描述19210.1.2 问题分析19210.1.3 GUI操作步骤19310.1.4 APDL命令流程序20510.2 实例二——某零件铸造过程分析20810.2.1 问题描述20810.2.2 问题分析20910.2.3 GUI操作步骤20910.2.4 APDL命令流程序21810.3 实例三——某焊接件两焊缝在顺序焊接过程中分析21810.3.1 问题描述21810.3.2 问题分析21910.3.3 GUI操作步骤21910.3 4 APDL命令流程序230第11章 生死单元技术23111.1 单元的生和死的定义23211.2 单元生死的基本原理23211.3 使用ANSYS结果控制单元生死方法23511.4 应用单元生死技术的注意事项236第12章 与温度场相关的耦合场分析23812.1 耦合场分析概述23912.1.1 耦合场分析的定义23912.1.2 耦合场分析的类型23912.1.3 直接耦合解法或间接耦合解法的应用范围24212.1.4 涉及热分析的直接耦合分析和间接耦合分析典型应用实例24212.2 间接手工热-应力耦合分析24312.2.1 基本特点24312.2.2 基本过程24412.2.3 基本操作步骤24512.3 摩擦生热在ANSYS中的计算方法247第13章 热结构耦合分析实例详解24913.1 实例一——两种不同线胀系数的物体热应力分析25013.1.1 问题描述25013.1.2 问题分析25013.1.3 GUI操作步
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有限元法以其独有的计算优势在目前工程应用中得到了广泛的发展和应用，并由此产生了一批非常成熟的通用和专业有限元商业软件。其中，ANSYS软件以它的多物理场耦合分析功能而成为CAE软件的应用主流，在热分析工程应用中得到了较为广泛的应用。本书以ANSYS2020为平台，对ANSYS热分析和与热相关的耦合场分析的基本思路、操作步骤和应用技巧进行了介绍，并结合工程应用实例讲述了ANSYS的具体使用方法。全书分为15章，第1章介绍了ANSYS的热分析及常用操作方法；第2章介绍了热分析基础知识；第3章介绍了ANSYS稳态热分析；第4章介绍了利用ANSYS对电线生热、蒸汽管、热力管、肋片换热器进行稳态热分析；第5章介绍了ANSYS瞬态热分析与非线性热分析；第6章详细介绍了利用ANSYS对钢板加热过程、钢制零件淬油过程、温度控制加热器、两环形零件在圆筒形水箱中冷却过程进行瞬态热分析的操作步骤；第7章介绍了ANSYS的热辐射分析；第8章详细介绍了黑体热辐射分析、两同心圆柱体间热辐射分析、长方体形钢坯料空冷过程分析、圆台形物体热辐射分析中的ANSYS操作步骤；第9章介绍了ANSYS的相变分析；第10章介绍了利用ANSYS对茶杯中水结冰过程、零件铸造过程、焊接件两焊缝在顺序焊接过程进行相变分析的操作步骤；第11章介绍了在热分析中应用到的生死单元技术；第12章介绍了ANSYS耦合场分析方法，并重点介绍了间接手工热-应力耦合分析方法；第13章介绍了两种不同线胀系数的物体热应力分析、两厚壁筒热应力分析、两物体热接触分析、梁的结构-热谐波耦合分析、圆柱形坯料镦粗过程分析中的ANSYS操作步骤；第14章详细介绍了两物体相对滑动过程中和相对转动过程中的摩擦生热分析中的ANSYS操作步骤；第15章为高级应用，主要介绍了地下弥散过程分析，应用自适应网格技术进行矩形梁的稳态热分析、热电耦合分析，电磁感应加热分析等的ANSYS操作步骤。本书附有电子资料包，其中除了有每一个实例GUI实际操作步骤的视频以外，还以文本文件的格式给出了每个实例的命令流文件，可以直接调用。读者可以登录百度网盘（链接：https://pan.baidu.com/s/1SPW3V-9oJoRXaLiAmytFEw； 密码：swsw）进行下载。本书适合利用ANSYS进行热分析的初学者和期望提高热分析工程应用能力的读者使用，，还可供汽车、压力容器、国防军工、土木工程、金属热加工等行业的技术人员进行热分析与产品开发使用，也可以作为大学本科生与研究生进行热分析的参考教材。由于作者的水平有限，书中缺点和错误在所难免，恳请专家和广大读者不吝赐教，加入QQ群180284277或联系714491436@qq.com予以指正。编 者
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