Глава 4. Построение модели
4.1. Краткий обзор главы
Ранее был рассмотрен простой линейный стационарный тепловой анализ, на примере которого показана общая процедура теплового анализа. В следующих главах обсуждаются подробности проведения трех стадий анализа (в основном для стационарных задач).
В этой главе, посвященной построению модели, будут рассмотрены следующие темы :
Выбор тепловых элементов.
Задание линейных и нелинейных тепловых свойств материалов.
Применение в модели элементов с “поверхностным эффектом”.
Вы сможете выполнить Ваше первое упражнение в конце главы.
Для построения конечно-элементной модели используется общий препроцессор PREP7. Эта стадия анализа включает:
Выбор типов элементов и опций.
Определение свойств материалов.
Создание геометрической модели.
|
MainCmds |
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
|
| ||||
|
|
|
Preproc |
|
| |||||
|
|
|
/PREP7 |
|
|
| ||||
|
|
|
|
|
ElemType | |||||
|
|
|
|
|
RealCons | |||||
|
|
|
|
|
Material | |||||
|
|
|
|
|
SolidMod | |||||
|
|
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
| |||||
|
|
|
|
|
| |||||
Препроцессор PREP7 вводится с помощью команды /PREP7.
4.2. Типы тепловых элементов
Полная библиотека элементов программы ANSYS r. 5.0 содержит свыше 90 элементов различных типов. Любой элемент в библиотеке, который имеет температуру как степень свободы, может использоваться при тепловом анализе.
Температура - это физическая величина, которая не обладает направлением. Следовательно, тепловой анализ - анализ скалярного поля.
Ниже приведены конечные элементы программы ANSYS, которые в качестве степеней свободы имеют только температуру. Такие элементы называются тепловыми элементами.
4.2.1. Тепловые элементы
|
Линейные: |
LINK32 |
Двумерный теплопроводящий стержень |
|
|
LINK33 |
Трехмерный теплопроводящий стержень |
|
|
LINK34 |
Трехмерный элемент конвекции |
|
|
LINK31 |
Трехмерный элемент излучения |
|
Двумерные |
|
|
|
твердотельные: |
PLANE77 |
8-узловой тепловой твердотельный |
|
|
PLANE55 |
4-узловой тепловой твердотельный |
|
|
PLANE35 |
Треугольный тепловой твердотельный |
|
|
PLANE78 |
8-узловой осесимметричный тепловой |
|
|
|
гармонический твердотельный |
|
|
PLANE75 |
4-узловой осесимметричный тепловой |
|
|
|
гармонический твердотельный |
|
Трехмерные |
|
|
|
твердотельные: |
SOLID90 |
20-узловой тепловой твердотельный |
|
|
|
|
|
|
SOLID70 |
8-узловой тепловой твердотельный |
|
|
SOLID87 |
Четырехгранный тепловой твердотельный |
|
|
|
|
|
Оболочечные: |
SHELL57 |
Тепловая оболочка |
|
|
|
|
|
Элемент массы |
MASS71 |
Тепловой элемент массы |
Элементы, имеющие одинаковые тепловые свойства, могут отличаться только геометрией, что дает возможность создавать модели различной конфигурации.