瞬態傳熱分析
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瞬態傳熱分析的視頻教程
【精品課程】ANSA For PAMCRASH從入門到精通(完結)
9.控制卡片深度介紹 工程實例篇： 1.白車身模態分析 2.白車身靜力學分析 3.基于VCP的柱形管道屈曲分析 4.基于VCP的穩態/瞬態傳熱分析 5.卡車側碰仿真分析 6.行人頭碰玻璃夾層失效仿真 本課適合學習人群： 1、CAE仿真工程師
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瞬態傳熱分析的實例教程
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習傳熱相變的三維模型處理
2、學習傳熱相變瞬態熱分析步的建立
3、學習傳熱相變瞬態熱分析的載荷施加
4、學習傳熱相變瞬態熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 傳熱相變瞬態熱分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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展開 2.3.有限元解
1）材料定義
對于穩態熱分析，僅需定義熱導率（Conductivity）。
2）分析步設置
定義穩態傳熱分析步。
3）邊界條件和載荷
左端點設置熱流率（Concentrated heat flux）；右端點設置溫度邊界。
4）網格劃分
低階熱傳導桿單元（DC1D2），劃分40個單元。
5）溫度分布仿真結果
2.4.解析解與有限元仿真解的比較
單軸直桿穩態熱傳導解析解與數值解計算結果如下表所示。可以看到數值解與解析解是完全一致的。根據熱流率的仿真結果看，流入熱量與流出熱量是相等的，滿足能量守恒定律。
3.單軸直桿瞬態熱分析
不同于穩態傳熱分析，瞬態傳熱分析是指一個系統的加熱或冷卻過程。在穩態傳熱分析中，分析步時間是沒有意義的；而在瞬態傳熱分析中，分析步的時間是有實際意義的。
3.1.問題描述
如圖所示的單軸直桿傳熱模型（不考慮輻射和對流換熱），熱流率Q=1W從溫度T(0)端流入，流過長度L=400mm，橫截面積A=10×10mm2的直桿，從溫度T(L)=20°C端流出，假設材料為鋁合金，導熱系數k=100W/(m°C)，計算直桿的左端點和中點的溫度隨時間的變化曲線。
3.2.有限元解
1）材料定義
不同于穩態熱分析，在瞬態熱分析中除了定義熱導率（Conductivity）之外，還需要定義密度（Density）和比熱容（Specific Heat）。
2）分析步設置
定義瞬態傳熱分析步，分析步時間為60s。初始增量步設為1s，最小增量步設為0.0006s，最大增量步設為1s。每個增量步所允許的溫度的最大變化設為50°C。
展開 一、瞬態傳熱分析的定義
瞬態熱分析用于計算一個隨時間變化的系統的溫度場及其它熱參數。在工程上一般用瞬態熱分析計算溫度場，并將之作為熱載荷進行應力分析。
瞬態熱分析的基本步驟與穩態熱分析類似。主要的區別是瞬態熱分析中的載荷是隨時間變化的。為了表達隨時間變化的載荷，首先必須將載荷～時間曲線分為載荷步。載荷～時間曲線中的每一個拐點為一個載荷步，如下圖所示。
對于每一個載荷步，必須定義載荷值及時間值，同時必須選擇載荷步為漸變或階越。
二、瞬態熱分析中的單元及命令
瞬態熱分析中使用的單元與穩態熱分析相同。要了解每個單元的詳細說明，請參閱《ANSYS Element Reference Guide》。要了解每個命令的詳細功能，請參閱《ANSYS Command Reference Guide》。
三、ANSYS 瞬態熱分析的主要步驟
· 建模
· 加載求解
· 后處理
四、建模
· 確定jobname、title、units, 進入PREP7；
· 定義單元類型并設置選項；
· 如果需要，定義單元實常數；
· 定義材料熱性能：一般瞬態熱分析要定義導熱系數、密度及比熱；
· 建立幾何模型；
· 對幾何模型劃分網格。
關于建模及劃分網格，請參閱《ANSYS Modeling and Meshing Guide》。
展開 考慮到球的對稱性，可將其簡化為軸對稱模型進行分析，也可采用實體模型進行分析。本文中采用實體模型進行熱輻射分析。
2.有限元解
2.1.絕對零度和斯蒂芬~玻爾茲曼常數設置
絕對零度設為0；斯蒂芬~玻爾茲曼常數設為5.67E-8W/(m2·K4)。
2.2.材料定義
該分析中采用國際單位制，各材料參數如下：密度7850kg/m3；導熱系數60.64W/(m·K)；比熱容460J/(kg·K)。
2.3.分析步設置
定義瞬態傳熱分析步，分析步時間為36000s。初始增量步設為0.1，最小增量步設為0.001，最大增量步設為100，最大增量步數設為1000。每個增量步所允許的溫度的最大變化設為50。
2.4.輻射率及環境溫度設置
輻射率設為1，環境溫度設為300K。
2.5.實心球初始溫度場設置
設置實心球體的初始溫度場為2000K。
2.6.網格劃分
低階熱傳導單元（DC3D8）。
2.7.溫度分布仿真結果
實心球球心溫度為501.8K，實心球表面溫度為489.8K。
來源：DeepFEA
展開 348
21.3.3 相變問題 351
21.3.4 瞬態傳熱實例一 351
21.3.5 瞬態傳熱分析實例二 357
第六篇 電磁與聲學篇
第22章 ANSYS聲學分析 360
22.1 ANSYS聲學分析基礎 360
22.1.1 聲場流體基礎 360
22.1.2 聲場流體問題中矩陣的推導 361
22.1.3 聲場吸聲問題 362
22.1.4 聲場聲固耦合問題 363
22.2 殼單元耦合及實體單元聲固耦合實例 364
22.3 消聲器性能模擬 370
22.4 兩種平面流體單元聲學分析的比較 374
22.4.1 首先采用基于位移積分的流體單元FLUID79 374
22.4.2 然后采用基于壓力積分的流體單元FLUID29 379
22.5 實例分析 380
第23章 ANSYS電磁場分析 382
23.1 電磁場有限元分析簡介 382
23.2 二維靜態磁場分析與實例 385
23.2.1 二維靜態磁場分析中要用到的單元 386
23.2.2 靜態磁場分析的步驟 387
23.2.3 二維靜態磁場分析與實例 387
23.3 二維瞬態磁場分析與實例 391
23.3.1 瞬態磁場分析 391
23.3.2 二維瞬態磁場分析實例 392
23.4 三維靜態磁場分析與實例 398
23.4.1 3D靜態磁場分析中的單元(標量法) 398
23.4.2 3D靜態磁標勢分析的步驟 399
23.4.3 3D靜態磁場分析(棱邊單元方法) 399
23.4.4 3D靜態磁場分析實例 401
23.5 3D諧性與瞬態分析實例 407
23.5.1 3D諧性分析 407
23.5.2 3D瞬態磁場分析 411
第七篇 Workbench篇
第24章 ANSYS-Workbench仿真技術平臺 416
24.1 ANSYS-Workbench簡介 416
24.2 DesignModeler
展開 
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概述
PCB 組件在工作時產生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數不匹配而產生熱應力，最終導致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態熱力耦合分析，即先分析動態溫度場，再計算由此產生的熱應力。
目標
通過高保真建模仿真，系統觀察并量化印刷電路板（PCB）上關鍵元器件在瞬態熱載荷作用下的力學響應與應力表現
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多，一般零部件數量在400~1000+，使用傳統的熱分析軟件
<p class="ql-align-right">*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿</p><p><br></p><p>大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點
*本文內容來自機械零部件制造業用戶投稿
大部分塑膠材料的注塑前需要模具先預熱，大部分時間從10-180分鐘左右，一般情況下需要實際試模后，才能準確的知道需要基礎預熱的時間，DFM\報價階段很難預測，對后期注塑工藝的的影響也比較大，需要先發布再修訂，影響實際的生產過程，也造成了浪費，如何能夠準確的預測預熱時間是行業內的一個難點和痛點。
由于塑膠模具構成相對比較復雜，嵌件及模塊比較多
除霜瞬態分析規范9個月前
某重卡商用車駕駛室除霜瞬態分析規范
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2、學習水瓶降溫瞬態熱分析步的建立
3、學習水瓶降溫瞬態熱分析的載荷施加
4、學習水瓶降溫瞬態熱的施加
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所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 水瓶降溫瞬態熱分析。
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1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習開關按鈕的三維模型處理
2、學習開關按鈕非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態分析步的建立
4、學習開關按鈕非線性瞬態分析的載荷施加
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所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
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2、學習小塊移動非線性接觸相關的接觸設置
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4、學習小塊移動熱結構耦合動力學分析的載荷施加
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