ANSYS热应力分析实例当一个结构加热或冷却时，会发生膨胀或收缩。
如果结构各部分之间膨胀收缩程度不同，和结构的膨胀、收缩受到限制，就会产生热应力。
热应力分析的分类ANSYS提供三种进行热应力分析的方法：在结构应力分析中直接定义节点的温度。
如果所以节点的温度已知，则可以通过命令直接定义节点温度。
节点温度在应力分析中作为体载荷，而不是节点自由度间接法。
首先进行热分析，然后将求得的节点温度作为体载荷施加在结构应力分析中。
直接法。
使用具有温度和位移自由度的耦合单元，同时得到热分析和结构应力分析的结果。
如果节点温度已知，适合第一种方法。
但节点温度一般是不知道的。
对于大多数问题，推荐使用第二种方法一间接法。
因为这种方法叮以使用所有热分析的功能和结构分析的功能。
如果热分析是瞬态的，只需要找出温度梯度最大的时间点，并将此时间点的节点温度作为荷载施加到结构应力分析中去。
如果热和结构的耦合是双向的，即热分析影响结构应力分析，同时结构变形又会影响热分析（如大变形、接触等），则可以使用第三种直接法一使用耦合单元。
此外只有第三种方法可以考虑其他分析领域（电磁、流体等）对热和结构的影响。
间接法进行热应力分析的步骤首先进行热分析。
可以使用热分析的所有功能，包括传导、对流、辐射和表面效应单元等，进行稳态或瞬态热分析。
但要注意划分单元时要充分考虑结构分析的要求。
例如，在有可能有应力集中的地方的网格要密一些。
如果进行瞬态分析，在后处理中要找出热梯度最大的时间点或载荷步。
重新进入前处理，将热单元转换为相应的结构单元，表7-1是热单元与结构单元的对应表。
可以使用菜单进行转换:Main Menu>Preprocessor>Element Type>S witch Element Type , 选择Thermal to StructuaL但要注意设定相应的单元选项。
例如热单元的轴对称不能自动转换到结构单元中，需要手工设置一下。
在命令流中，可将原热单元的编号重新定义为结构单元，并设置相应的单元选项。
设置结构分析中的材料属性（包括热膨胀系数）以及前处理细节，如节点耦合、约束方程等。
读入热分析中的节点温度,GUI： Solution>Load Apply>Temperature>From Thermal Analysis。
输入或选择热分析的结果文件名*rth o如果热分析是瞬态的，则还需要输入热梯度最大时的时间点或载荷步。
节点温度是作为体载荷施加的，可通过Utility Menu>List>Load>Body Load>On all nodes 列表输岀。
Main Menu>Solution>Load Setting>Re fere nee Tempo 进行求解、后处理。
间接法热应力分析实例问题描述热流体在代有冷却栅的管道里流动，如图为其轴对称截面图。
管道及冷却栅的材料均为不锈钢，导热系数为hr-in-oF,弹性模量为28E61b/in2泊松比为。
管内压力为1000 lb/in2 ,管内流体温度为450 oF,对流系数为1 Btu/h「in2・oF,外界流体温度为70 oF,对流系数为Btu/hr-in2-oFo求温度及应力分布。
菜单操作过程设置分析标题1 > 选择“ Utility Menu>File>Change Title,输入Indirect” thermal-stress Analysis of a cooling fin o2、选择“ Utility Menu>File>Change Filename,输入” PIPE_FIN。
进入热分析，定义热单元和热材料属性1 > 选择“ Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete ,选择" PLANE55,设定单元选项为轴对称。
2、设定导热系数：选择“ Main Menu>Preprocessor>Material Porps>MateriaI Models ”，点击Thermal, Conductivity, Isotropic,输入。
创建模型1 > 创建八个关键点，选择“ Main Menu>Preprocessor>Creat>Keypoints>OnActive CS , ”关键点的坐标如下:2、组成三个面：选择Main Menu>Preprocessor>Creat>Area>Arbitrary>Throuth Kps”，由1,2,5,8组成面1；由2,3,4,5组成面2；由8,5,6,7组成面3。
3、设定单元尺寸，并划分网格：“ Main Menu>Preprocessor>Meshtooh设” 定global size 为,选择AREA, Mapped, Mesh,点击Pick allo施加荷载1 > 选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates , From Full, ”输入5,点击OK,选择管内壁节点；2、在管内壁节点上施加对流边界条件：选择“ MainMenu>Solution>Apply>Convection>On nodes ,点”击Pick, all,输入对流换热系数1,流体环境温度450o3 > 选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates , FromFuU , ”输入6,12,点击Apply；4、选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates , Reselect , ”输入，1,点击Apply；5 > 选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates , Also select ,” 输入12,点击OK；6、在管外边界上施加对流边界条件：选择“ MainMenu>Solution>Apply>Convection>On nodes , ” 点击Pick, all,输入对流换热系数，流体环境温度70o求解1、选择“ Utility Menu>Select>Select Everything。
”2、选择Main Menu>Solution>Solve Current LS o后处理1 > 显不温度分布：选择Main Menu>General Postproc>Plot Result>NodalSolution>Temperature。
”重新进入前处理，改变单元，定义结构材料1 > 选择“ Main Menu>Preprocessor>Element Type>S witch Elem Type 选择", Thermal to Structure o2、选择“ Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,点击”Option,将结构单兀设置为轴对称。
3、选择“ Main Menu>Preprocessor>Material Porps>Material Models ,输入材"料的EX为28E6, PRXY为，ALPX为。
定义对称边界条件1 > 选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates , From FuU ,"输入0,点击Apply；2、选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>Y coordinates , Also select ,” 输入1,点击Apply；3、选择“ Main Menu>Solution>Apply>Displacement>Symmetry . On Nodes,点击Pick All,选择Yaxis,点击OK；施加管内壁压力1 > 选择“ Utility Menu>Select>Entities>Nodes>By location>X coordinates , From FuU , ”输入5,点击OK；2、选择Main Menu>Solution>Apply>Pressure>On nodes,点击” Pick All,输入1000 c设置参考温度1、选择“ Utility Menu>Select>Select Everything。
”2、选择“ Main Menu>Solution>-Loads-Setting>Reference Temp 输入” 70。
读入热分析结果1 > 选择“ Main Menu>Solution>Apply>Temperature>From Thermal Analysis>, 选择。
求解选择“Main Menu>Solution>Solve Cunent LS。
”后处理选择“Main Menu>General Postpro>Plot Result>Nodal Solution>Stress>Von Mises ” o显示等效应力。
等效的命令流方法/file n a m e ,p ip e _fin/TITLE,The rma 1-S tre s s Analys is of a cooling fin/prep7!进入前处理et,l,plane55!定义热单元keyopt, 1,3,1!定义轴对称mp,kxx,l,!定义导热系数k,l,5!建模k,2,6k,3,12k,4,12,k,5,6,k,6,6,lk,7,5,lk,8,5,a,1,2,5,8a,2,3,4,5a,8,5,6,7esize,!定义网格尺寸“mesh,a 11!划分网格eplotfinish/solu!热分析求解nsel,s,loc,x,5 !选择内表面节点sf,all,conv,l,450!施加对流边界条件nsel,s,loc,x,6,12!选择外表面节点nsel,r,loc,y,,l nsel,a,loc,x,12sf,all,conv,,70!施加对流边界条件nsel,all/pse,conv,hcoef,lnplotsolve!求解生成文件finish/postlplnsol,temp!得到温度场分布finish/prep7 !重新进入前处理etchg,tts!将热单元转换为结构单元plane42 keyopt,l,3,l!定义轴对称特性mp,ex,l,28e6!定义弹性模量mp,nuxy,l,陡义泊松比mp,alpx,l,!定义热膨胀系数finish/solu!进入结构分析求解nsel,s,loc,y,0!选择对称边界nsel,a,loc,y,l dsym,symm,y!定义对称条件nsel,s,loc,x,5!选择内表面sf,a 11,pres, 1000!施加压力边界条件nsel,all/pbc,all,l/psf,pres,,lnplottref,70!设定参考温度ldread,temp………rth!读入节点温度/pbc,all,0/psf,pres,,0 分布/pbf,temp,,leplotsolve!求解finish/postl ,plnsol,s,eqv!得到等效应力finish直接法热应力分析实例问题描述两个同心圆管之间有一个小间隙，内管中突然流入一种热流体，求经过3分钟后外管表面的温度。