熱分析的案例
一分鐘了解穩態熱分析&瞬態熱分析
穩態熱分析的能量平衡方程為（以矩陣的形式表示）
式中，[K]為熱傳導矩陣，包含導熱系數、對流系數及輻射率和形狀系數；{T}為節點溫度向量；{Q}為節點熱流率向量，包含熱生成。
穩態傳熱用于分析穩定的熱載荷對系統或部件的影響。通常在進行瞬態熱分析之前，進行穩態熱分析用于確定初始溫度分布。穩態熱分析可以通過有限元計算確定由于穩定的熱載荷引起的溫度、熱梯度、熱流率、熱流密度等參數。
1.2.瞬態熱分析
瞬態傳熱過程是指一個系統的加熱或冷卻過程。在這個過程中，系統的溫度、熱流率、熱邊界條件以及系統內能隨時間都有明顯的變化。根據能量守恒定律，瞬態熱平衡方程可以表達為（以矩陣的形式表示）
式中，[K]為熱傳導矩陣，包含導熱系數、對流系數及輻射率和形狀系數；{T}為節點溫度向量；{C}為比熱矩陣，考慮系統內能的增加；{dT/dt}為節點溫度向量對時間的導數；{Q}為節點熱流率向量，包含熱生成。
瞬態傳熱用于計算一個系統隨時間變化的溫度場及其他熱參數。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。其基本步驟與穩態熱分析類似。主要的區別在于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。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躍。
2.單軸直桿穩態熱分析
2.1.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)，計算直桿的軸向溫度分布。
展開 Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例
1、一個金屬懸臂梁，一端固支，初始溫度20℃，溫度突變到120℃時由于膨脹及邊界約束而產生熱應力，進而引起振動，這種振動就是熱誘導振動。
2、熱誘導振動分析的成功應用不多見，在哈勃太空望遠鏡曾因熱誘導振動問題而發生故障。現在對航天器的分析中，熱誘導振動屬于難點和重點。國內曾有人對衛星天線做過準靜態熱誘導振動分析，也有人對空間站太陽能電池陣的桅桿做過基于模態的熱誘導振動分析（可能類似Abaqus中的線性攝動分析）。
3、熱應力分析與熱誘導振動分析進行耦合分析，還有難度，問題是多方面的。下面僅就準靜態非耦合的熱誘導振動分析為例，介紹由熱應力引起的振動。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
5、分析結果
6、詳細步驟
見附件。
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part4.rar
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part1.rar
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part2.rar
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part3.rar
展開 Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例
1、一個金屬懸臂梁，一端固支，初始溫度20℃，溫度突變到120℃時由于膨脹及邊界約束而產生熱應力，進而引起振動，這種振動就是熱誘導振動。
2、熱誘導振動分析的成功應用不多見，在哈勃太空望遠鏡曾因熱誘導振動問題而發生故障。現在對航天器的分析中，熱誘導振動屬于難點和重點。國內曾有人對衛星天線做過準靜態熱誘導振動分析，也有人對空間站太陽能電池陣的桅桿做過基于模態的熱誘導振動分析（可能類似Abaqus中的線性攝動分析）。
3、熱應力分析與熱誘導振動分析進行耦合分析，還有難度，問題是多方面的。下面僅就準靜態非耦合的熱誘導振動分析為例，介紹由熱應力引起的振動。
4、懸臂梁材料屬性：
Conductity: 300W/(mK)
Density: 3000kg/m3
Elastic: E=3e10Pa, ν=0.3
Expansion: 3e-5 K-1
Specific Heat: 300J/(kgK)
詳細步驟
見附件。
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part4.rar
Abaqus熱應力分析、熱誘導振動分析簡單實例-kxh.part2.rar
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展開 《ANSYS 8.0熱分析教程與實例解析（含光盤） 》
第一篇 ANSYS 8.0熱分析基本教程
第1章 ANSYS 8.0熱分析簡介
1.1 概述
1.2 ANSYS 8.0熱分析基本原理
1.3 ANSYS 8.0耦合場分析
第2章 ANSYS 8.0熱分析基礎知識
2.1 熱分析符號與單位
2.2 傳熱學經典理論
2.3 三種基本熱傳遞方式
2.3.1 熱傳導
2.3.2 對流
2.3.3 輻射
2.4 熱分析材料基本屬性
2.4.1 比熱容(Specific Heat)
2.4.2 焓(Enthalpy)
2.4.3 生熱率(Heat Generation Rate)
2.5 邊界條件與初始條件
2.5.1 三類邊界條件
2.5.2 初始條件
2.6 熱載荷
2.7 穩態與瞬態熱分析
2.7.1 穩態傳熱
2.7.2 瞬態傳熱
2.8 線性與非線性熱分析
第3章 穩態熱分析
3.1 穩態熱分析的應用
3.2 熱分析單元
3.3 穩態熱分析基本步驟
3.3.1 建立有限元模型
3.3.2 施加載荷
3.3.3 求解
3.3.4 后處理
第4章 瞬態熱分析
4.1 瞬態熱分析的應用
4.2 瞬態熱分析單元
4.3 瞬態熱分析基本步驟
4.3.1 建立有限元模型
4.3.2 施加載荷計算
4.3.3 求解
4.3.4 后處理
第5章 輻射
5.1 輻射熱分析的應用
5.2 輻射熱分析常用單元
5.3 輻射熱分析基本概念
5.3.1 黑體
5.3.2 灰體
5.3.3 角系數
5.4 熱輻射公式
5.4.1 角系數的計算
5.4.2 熱輻射計算方程
5.5 輻射熱分析求解方法
5.5.1 非隱藏法與隱藏法
5.5.2 點-點問題
5.5.3 點-面問題
5.5.4 面一面問題及AUXl2矩陣生成器
5.6 空間節點的使用
第6章 相變分析
6.1 相變分析簡介
6.2 相變分析應注意的問題
第7章 熱應力分析
7.1 熱應力分析簡介
展開 
Abaqus在熱分析中的應用【轉】
② 熱耦合分析
熱-應力耦合分析是熱分析中比不可少的部分，Abaqus提供了兩種熱-應力耦合分析的方法，順序耦合分析與完全耦合分析，順序耦合分析是先進行熱傳導分析，在用熱傳導分析的結果來進行熱應力分析，其中假設溫度可導致熱應力，但應力對溫度沒有響應。完全耦合分析是考慮了兩者之間的相互響應。在熱耦合分析中，Abaqus提供了針對不同類型的熱耦合分析專門的耦合單元，并且面前熱傳導分析中材料、載荷、邊界等的定義在耦合分析中均適用。
③ Abauqs踏面制動熱分析
利用Abaqus的Coupled temp-displacement（熱-結構耦合分析）分析步進行的完全耦合熱分析。
展開 ANSYS流體與熱分析11.0
ANSYS流體與熱分析11.0，需要的就下載吧
ANSYS流體與熱分析11.0 第1章 FLOTRAN流體分析（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第2章 FLOTRAN分析基礎（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第3章 FLOTRAN流體分析及實例（word版本）.part1.rar
ANSYS流體與熱分析11.0 第3章 FLOTRAN流體分析及實例（word版本）.part2.rar
ANSYS流體與熱分析11.0 第4章 FLOTRAN流體分析典型工程實例（word版本）(20131106095325).pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第5章 熱分析基礎（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第6章 穩態熱分析及實例詳解（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第7章 非穩態熱分析及實例詳解（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第8章 輻射熱分析及實例詳解（word版本）.pdf
ANSYS流體與熱分析11.0 第9章 相變分析（word版本）.pdf
展開 Workbench瞬態熱分析（原創，若轉載，請注明出處）
分析類型：瞬態熱分析
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
研究模型：自定義
一、引言
結構熱分析主要包括熱傳導、熱對流、熱輻射，熱分析遵循熱力學第一定律，即能量守恒。傳熱即是熱量傳遞，凡是有溫差存在的地方，必然有熱量的傳遞。傳熱現象在現實生活中普遍存在，比如食物的加熱，冷卻，有相變存在的蒸發冷凝換熱等。熱分析類型主要有穩態熱分析和瞬態熱分析。穩態熱分析中，我們只關心物體達到熱平衡狀態時的熱力條件，而不關心達到這種狀態所用的時間。在穩態熱分析中，任意節點的溫度不隨時間的變化而變化。一般來說，在穩態熱分析中所需要的唯一材料屬性是熱導率。在瞬態熱分析中，我們只關心模型的熱力狀態與時間的函數關系，比如對水的加熱過程。在瞬態熱分析中，需要對材料賦予熱導率，密度，比熱容等材料屬性及初始溫度，求解時間和時間增量這些邊界條件。在裝配體的熱分析中，我們還要考慮到接觸區域傳熱，由于接觸面可能存在表面粗糙度，接觸壓力等情況存在，導致存在接觸熱阻。接觸面存在兩種傳熱方式，一種是附體間的熱傳遞，另一種是通過空隙層的熱傳導，但因為氣體的熱導率比較低，所以接觸熱阻不利于傳熱。由于鋼球散熱與時間有關，我們選擇瞬態熱分析進行鋼球的散熱分析。
二、分析思路及流程
在分析中，我們忽略空氣的流動。先進行穩態熱分析，獲得瞬態熱分析的初始條件，然后將其傳遞到瞬態熱分析中；在瞬態熱分析中添加空氣對流換熱，來求解隨時間變化的溫度場。
展開 Abaqus在熱分析中的應用
對于熱分析中的接觸問題，Abaqus提供了熱“接觸”的方式，通過界面傳熱、熱相互作用、間隙傳熱、間隙輻射等方式來模擬熱在接觸位置的傳遞情況。
② 熱耦合分析
熱-應力耦合分析是熱分析中比不可少的部分，Abaqus提供了兩種熱-應力耦合分析的方法，順序耦合分析與完全耦合分析，順序耦合分析是先進行熱傳導分析，在用熱傳導分析的結果來進行熱應力分析，其中假設溫度可導致熱應力，但應力對溫度沒有響應。完全耦合分析是考慮了兩者之間的相互響應。在熱耦合分析中，Abaqus提供了針對不同類型的熱耦合分析專門的耦合單元，并且面前熱傳導分析中材料、載荷、邊界等的定義在耦合分析中均適用。
③ Abauqs踏面制動熱分析
利用Abaqus的Coupled temp-displacement（熱-結構耦合分析）分析步進行的完全耦合熱分析。
展開 直播預告 | MSC Nastran復合材料熱分析及熱機耦合分析
然而，其各向異性特性在高溫環境（如氣動加熱、發動機熱載荷、太空極端溫度循環）下帶來嚴峻挑戰：熱膨脹不協調、熱應力集中、層間失效風險陡增。
傳統分析方法難以精確模擬此類材料復雜的各向異性熱傳導和非線性熱力耦合行為，往往導致設計過度保守、試驗成本高昂且失效風險難以有效控制。因此，如何精準預測復合材料在熱載荷作用下的變形與應力分布，成為提升其可靠性的核心難題。
熱傳遞的4個類型
為應對這一挑戰，海克斯康工業軟件旗下的有限元結構分析軟件MSC Nastran在復合材料熱分析及熱-力耦合分析領域表現卓越。MSC Nastran憑借其在熱傳導模擬、熱-力耦合分析、性能失效評估等方面的強大能力，將有效突破復合材料熱力學分析的瓶頸，助力提升設計精度與產品可靠性。
本期直播講堂請到了海克斯康結構仿真軟件應用專家李坤鵬，在直播間中講師將重點講解MSC Nastran在復合材料熱分析及熱機耦合分析方面的各項功能，并以多個應用案例展示其在解決復合材料熱力學分析難題的創新之處。敬請關注！
直播報名
8月21日 14:00
▲ 掃碼參與報名
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直播內容聚焦
? 熱傳導模擬：精準預測復合材料結構內部溫度場分布
? 熱-力耦合分析：高效求解溫度梯度引發的熱應力與熱變形
? 性能與失效評估：識別熱環境下的潛在高風險區域
李坤鵬
海克斯康結構仿真軟件應用專家
精通結構有限元分析，有豐富的工程項目經驗，參與完成的重大項目包括：飛機適航強度分析、貨機改裝強度分析、復雜電機傳動產品失效分析與對標。
展開 『分享』I-DEAS熱分析實用教程
熱分析實用教程[1].part10.rar
I-DEAS熱分析實用教程[1].part11.rar
I-DEAS熱分析實用教程[1].part12.rar
SimSolid熱分析及熱固耦合案例講解 衡祖仿真
⑦查看結果：位移&應力
SimSolid中可以通過設置溫度、熱通量、體積熱和對流4種邊界條件設定熱分析場景，并且可以設定每個接觸面的傳熱屬性。在熱分析結束后，通過將前一步結果的溫度場，作為熱載荷施加到線性靜力分析當中，可以進行熱固耦合分析，以得到熱應力及其位移結果。
怎樣才能做好PCB熱仿真分析？
熱分析可協助設計人員確定PCB上部件的電氣性能和可靠性，幫助確定元器件或PCB是否會因為過溫而導致功能失效或燒壞。簡單的熱分析只是計算PCB的平均溫度，復雜的則要對含多個PCB和上千個元器件的電子設備建立瞬態模型。
無論熱仿真工程師在對電子設備、PCB 以及電子元件建立熱模型時多么小心翼翼，熱分析的準確程度最終還要取決于PCB設計人員所提供的元件功耗的準確性。
如果用比元件的實際功耗大的數據進行熱分析，可能會導致設計過于保守，而與之相反，也更為嚴重的是熱安全系數設計過低，即元件實際運行時的溫度比分析人員預測的要高，此類問題一般要通過加裝散熱裝置或風扇對PCB 進行冷卻來解決。這些外接附件增加了成本，而且延長了制造時間，在設計中加入風扇還會給可靠性帶來一層不穩定因素，因此PCB優先采用主動式散熱(如自然對流、傳導及輻射散熱)，其次再采用被動式冷卻方式。
熱設計不良最終將使得成本上升而且還會降低可靠性，這在所有PCB設計中都可能發生，花費一些功夫準確確定元件功耗，再進行PCB熱分析，這樣有助于生產出小巧且功能性強的產品。應使用準確的熱模型和元件功耗，以免降低PCB設計效率。
準確確定PCB元件的功耗是一個不斷重復迭代的過程，PCB 設計人員需要知道元件溫度以確定出損耗功率，熱分析人員則需要知道功率損耗以便輸入到熱模型中。設計人員先初步確定一個元件工作環境溫度，或從初步熱分析中得出估計值，并將元件功耗輸入到細化的熱模型中，計算出PCB和相關元件的溫度，第二步使用新溫度重新計算元件功耗，算出的功耗再作為下一步熱分析過程的輸入。在理想的情況下，該過程一直進行下去直到其數值不再改變為止。
然而PCB設計人員通常面臨需要快速完成任務的壓力，他們沒有足夠的時間進行耗時重復的元器件電氣及熱性能確定工作。
展開 I-DEAS熱分析實用教程
I-DEAS熱分析實用教程1
I-DEAS熱分析實用教程.part1.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part2.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part3.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part4.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part5.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part6.rar
I-DEAS熱分析實用教程.part7.rar
基于WORKBENCH的摩擦生熱的結構和熱耦合分析（原創，如轉載，請注明出處）
分析類型：摩擦生熱分析；制動盤熱分析。
分析平臺：AWB17
技術難點：結構和熱耦合分析
完成人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對象：制動盤（模型來自網友上傳）
注意點：熱接觸設置
另：由于參數可能設置不當，導致結果不合理，請無視！！！！
關鍵技術分析：
此問題屬于摩擦生熱，不能夠使用載荷傳遞法，而只能使用直接耦合法。這就是說，只能用一個耦合單元來計算摩擦生熱問題。
解決該問題的基本思路如下:
(1) 使用瞬態結構動力學分析系統
（2）在該系統中更改單元為solid226,它是一個耦合單元，可以完成多種耦合分析，這里使用其結構-熱分析功能。
（3）由于使用了瞬態動力學分析，結果中默認是沒有溫度可以直接從界面中得到的。需要自定義結果，提取溫度。
（4）此問題要多處使用插入命令的方式，從而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。
（5）瞬態結構動力學分析系統的工程數據中，無法得到熱分析的部分參數，所以需要先創建一個單獨的工程數據系統，然后把它與瞬態結構動力學分析的工程數據單元格相關聯。
可代做的業務范圍：
熱分析
熱結構耦合分析
展開 “順序耦合熱應力分析”操作過程
順序耦合熱應力分析：
1.先進行單純的熱分析，就是在劃分網格，設置分析步時都用"heat transfer"
做出來的結果是一個熱分析結果，保存在指定位置。
2.然后對同一個集合模型在建立一個分析，也就是前面熱分析的基礎上，稍微改動一下，劃分網格時用3D Stress，設置分析步時用Static,Geneal，最重要的是要導入前面熱分析的結果，這個導入在LOAD模塊里，打開“Edit Predefined field” 對話框，在“Distribution”:后面選擇“From results or output database file”,然后點擊“File name” 后面的“select”去選中你熱分析所保存的結果文件，計算運行時，應力分析時，軟件自己就可以去讀取熱分析的結果。
順序熱耦合.part03.rar
順序熱耦合.part01.rar
順序熱耦合.part02.rar
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