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只有一个温度自由度。
适用于二维的稳态或瞬态热分析。
如果包含该单元的模型还需进行结构分析,可被一个等效的结构单元(如PLANE2)所代替。
可用作平面单元或轴对称环单元。
INFIN47-三维无限边界
用于模拟无边界场问题的开放边界。
其单元形状为四节点四边形或三节点三角形,每个节点可以有磁势或温度自由度。
所依附的单元类型可以是SOLID5、SOLID96或SOLID98磁单元,也可以是SOLID70、SOLID90或SOLID87热实体单元。
具有磁自由度时,可以进行线性或非线性静态分析。
具有热自由度时,只能进行静态分析(线性或非线性)。
PLANE55-二维热实体
可作为一个具有二维热传导能力的平面或轴对称环单元使用。
具有四个节点,每个节点只有一个温度自由度。
可用于二维稳态或瞬态热分析问题,并可以补偿由于恒定速度场带来的质量输运热流。
如果包含热单元的模型还需进行结构分析,该单元应当被一个等效的结构单元(如PLANE42)所代替。
此单元有一个选项,用来模拟通过多孔介质的非线性稳态流动(渗流)。
此时,原有的热参数被解释成相似的流体流动参数。
SHELL57-热壳
三维的具有面内导热能力的单元,具有四个节点,每个节点一个温度自由度。
该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题。
如果包含本单元的模型还需要进行结构分析,可被一个等效的结构单元代替(如SHELL63)所代替。
如果面内及横向的导热都需要考虑的话,则需要使用实体单元SOLID70或SOLID90。
SOLID70-三维热实体
具有八个节点,每个节点一个温度自由度。
该单元可用于三维的稳态或瞬态的热分析问题,并可补偿由于恒定速度场质量输运带来的热流损失。
如果包含热实体单元的模型还需进行结构分析,可被一个等效的结构单元(如SOLID45)所代替
此单元有一个选项,用来模拟通过多孔介质的非线性稳态流动。
例如,温度自由度等效为压力自由度。
MASS71-热质量
点单元,只有一个温度自由度。
具有热容但忽略内部热阻的物体,如果其内部无明显的温度梯度,则可使用热质量单元来模拟它以进行瞬态热分析。
该单元还有一个功能,即温度与热产生率相关的能力。
可用于一维、二维或三维的稳态或瞬态热分析。
在稳态求解中,它只起到温度相关的热源或热的接收器的作用。
其它在热分析问题中有特殊用途的单元为COMBIN14和COMBIN40。
如果包含热质量单元的模型还需要进行结构分析,该单元可被一个等效的结构单元所代替(如MASS21)。
PLANE75-轴对称谐分析热实体
可作为具有三维导热能力的轴对称单元使用。
有四个节点,每个节点只有一个温度自由度。
它是PLANE55单元轴对称型的一般形式,可承受非轴对称载荷。
在剪切偏移中描述了各种载荷情况。
该单元可用于二维轴对称的稳态或瞬态热分析问题。
其等效结构单元如PLANE25,相似的带中间节点的单元是PLANE78。
PLANE77-二维八节点热实体
是PLANE55的高阶形式,每个节点只有一个温度自由度。
八节点单元有协调的温度形函数,尤其适用于描述弯曲的边界。
PLANE78-八节点轴对称谐分析热实体
每个节点只有一个温度自由度。
它是PLANE77单元的一般形式,可承受非轴对称载荷。
八节点单元有协调的温度形函数,尤其适用于描述弯曲的边界。
其等效结构单元如PLANE83。
SOLID87-三维十节点四面体热实体
特别适合于对不规则的模型(例如从不同的CAD/CAM系统产生的模型)划分网格。
可用于三维的热稳态或瞬态分析问题,其等效的结构单元如SOLID92。
SOLID90-三维二十节点热实体
三维的八节点热单元SOLID70的高阶形式。
二十个节点,每个节点一个温度自由度。
二十节点单元有协调的温度形函数,尤其适用于描述弯曲的边界。
适用于三维的稳态或瞬态热分析问题。
其等效的结构单元如SOLID95。
INFIN110-二维无限实体
用于模拟一个二维的边界开放的极大场问题,其一个单层用于描述无限体的外部子域。
具有二维(平面的和轴对称)磁势能,温度,或静电势能特性。
由四或八节点定义,每个节点有单一的自由度。
所依附的单元类型可以是PLANE13和PLANE53磁单元,PLANE55、PLANE35和PLANE77热单元,或静电单元121。
加上磁势或温度自由度后,分析可以是线性的或非线性的,静态的或动态的。
INFIN111-三维无限实体
用于模拟一个三维的边界开放的极大场问题,其一个单层用于描述无限体的外部子域。
由八或二十节点定义,有三维磁标量和向量势能,温度或静电势能特性。
每个节点有单一的自由度。
封闭的单元类型可以是SOLID96和SOLID97和SOLID98和SOLID5和SOLID62磁单元,SOLID70和SOLID90和SOLID87热单元,或静电单元SOLID122和SOLID123。
对这个单元的几何体,节点坐标和坐标系在INFIN111中显示。
由八或二十个节点和材料参数定义。
必须定义非零的材料参数。
SHELL131-4节点热层壳单元
三维的层壳单元,具有面内和厚度方向的热传导能力。
本单元四个节点,每个节点最多可以有32个自由度。
本单元适用于三维的稳态或瞬态热分析问题,产生的节点温度可施加于结构壳单元以用于模拟热弯曲。
其等效的结构单元如SHELL43、SHELL63、SHELL143或SHELL181。
SHELL132-8节点热层壳单元
本单元八个节点,每个节点最多可以有32个自由度。
其等效的结构单元如SHELL91、SHELL93、SHELL99。
【大体积混凝土温度场及温度应力分析命令流】
/filename,Themal
/title,themal_analysis!
标题
/PREP7!
前处理
!
定义单元类型
ET,1,SOLID70
设置材料属性
!
材料1为混凝土
MP,KXX,1,280.43
MP,C,1,0.976
MP,DENS,1,2450
MAT,1
材料2为基础土
MP,KXX,2,287.53
MP,C,2,1.45
MP,DENS,2,1670
MAT,2
输入参数
输入外界气温表
*DIM,qiwen,TABLE,21,1,1,TIME,,,!
外界气温表名为qiwen
QIWEN(1,0,1)=0
QIWEN(1,1,1)=16.5
QIWEN(2,0,1)=0.5
QIWEN(2,1,1)=21.4
QIWEN(3,0,1)=1
QIWEN(3,1,1)=18
QIWEN(4,0,1)=1.5
QIWEN(4,1,1)=26.2
QIWEN(5,0,1)=2
QIWEN(5,1,1)=18.3
QIWEN(6,0,1)=2.5
QIWEN(6,1,1)=28.6
QIWEN(7,0,1)=3
QIWEN(7,1,1)=15
QIWEN(8,0,1)=3.5
QIWEN(8,1,1)=33
QIWEN(9,0,1)=4
QIWEN(9,1,1)=16.7
QIWEN(10,0,1)=4.5
QIWEN(10,1,1)=29
QIWEN(11,0,1)=5
QIWEN(11,1,1)=16.5
QIWEN(12,0,1)=5.5
QIWEN(12,1,1)=26
QIWEN(13,0,1)=6
QIWEN(13,1,1)=11.6
QIWEN(14,0,1)=6.5
QIWEN(14,1,1)=32.6
QIWEN(15,0,1)=7
QIWEN(15,1,1)=16
QIWEN(16,0,1)=7.5
QIWEN(16,1,1)=34.2
QIWEN(17,0,1)=8
QIWEN(17,1,1)=11.6
QIWEN(18,0,1)=8.5
QIWEN(18,1,1)=30.8
QIWEN(19,0,1)=9
QIWEN(19,1,1)=15.4
QIWEN(20,0,1)=9.5
QIWEN(20,1,1)=31
QIWEN(21,0,1)=10
QIWEN(21,1,1)=13
输入热生成率函数
*SET,_FNCNAME,'
heats'
*DIM,%_FNCNAME%,TABLE,6,16,1
Beginofequation:
2450*0.7462*227.2246*0.13*exp(-0.7426*{TIME})
%_FNCNAME%(0,0,1)=0.0,-999
%_FNCNAME%(2,0,1)=0.0
%_FNCNAME%(3,0,1)=0.0
%_FNCNAME%(4,0,1)=0.0
%_FNCNAME%(5,0,1)=0.0
%_FNCNAME%(6,0,1)=0.0
%_FNCNAME%(0,1,1)=1.0,-1,0,2450,0,0,0
%_FNCNAME%(0,2,1)=0.0,-2,0,0.7462,0,0,-1
%_FNCNAME%(0,3,1)=1,-3,0,1,-1,3,-2
%_FNCNAME%(0,4,1)=0.0,-1,0,227.2246,0,0,-3
%_FNCNAME%(0,5,1)=0.0,-2,0,1,-3,3,-1
%_FNCNAME%(0,6,1)=0.0,-1,0,0.13,0,0,-2
%_FNCNAME%(0,7,1)=0.0,-3,0,1,-2,3,-1
%_FNCNAME%(0,8,1)=0.0,-1,0,0,0,0,0
%_FNCNAME%(0,9,1)=0.0,-2,0,1,0,0,-1
%_FNCNAME%(0,10,1)=0.0,-4,0,1,-1,2,-2
%_FNCNAME%(0,11,1)=0.0,-1,0,0.7426,0,0,-4
%_FNCNAME%(0,12,1)=0.0,-2,0,1,-4,3,-1
%_FNCNAME%(0,13,1)=0.0,-1,0,1,-2,3,1
%_FNCNAME%(0,14,1)=0.0,-1,7,1,-1,0,0
%_FNCNAME%(0,15,1)=0.0,-2,0,1,-3,3,-1
%_FNCNAME%(0,16,1)=0.0,99,0,1,-2,0,0
Endofequation:
2450*0.7462*227.2246*0.13*exp(-0.7426*{TIME})
创建几何体
BLOCK,,5,,7.5,,2.4!
创建混凝土块
BLOCK,,20,,20,-10,0!
创建基础土体
KWPLAN,-1,4,3,6!
定位工作坐标系1
VSBW,ALL!
分割体1
KWPLAN,-1,3,1,7!
定位工作坐标系2
分割体2
VGLUE,ALL!
GLUE所有体元素
NUMMRG,ALL!
合并所有重复元素
NUMCMP,ALL!
压缩所有元素的编号
CSYS,0!
返回全局坐标系
进行网格划分
划分混凝土体
VSEL,S,,,1,1,1!
选择混凝土体
VATT,1,,1,0!
指定混凝土材料
ALLSEL
VSEL,U,,,1,1,1!
选择基础土体
VATT,2,,1,0!
指定基础土体材料
ALLSEL!
选择所有料
LSEL,S,,,5,5,1!
选择混凝土短边
LESIZE,ALL,,,5!
混凝土短边划分为5
LSEL,S,,,8,8,1!
选择混凝土长边
LESIZE,ALL,,,10!
混凝土短边划分为10
LSEL,S,,,9,9,1!
选择混凝土高
LESIZE,ALL,,,6!
混凝土高划分为6
划分基础土体
LSEL,S,,,1,1,1!
LESIZE,ALL,,,10
LSEL,S,,,4,4,1
LESIZE,ALL,,,5
LSEL,S,,,15,15,1
LSEL,A,,,13,13,1
LSEL,A,,,24,39,15
LSEL,A,,,20,30,10
LSEL,A,,,37,40,3
LESIZE,ALL,,,6
LSEL,S,,,2,2,1
LSEL,S,,,3,3,1
LESIZE,ALL,,,10
VMESH,ALL!
映射划分网格
FINISH
/SOLU!
进入求解器
ANTYPE,4!
选择瞬态求解
TRNOPT,FULL
LUMPM,0
ESEL,S,MAT,,1!
选择混凝土体的所有结点
NSLE,S
IC,all,TEMP,23.6!
混凝土的浇筑温度为23.6
ESEL,S,MAT,,2!
选择基础土体的所有结点
IC,all,TEMP,16!
基础的初始温度为16
SFA,4,1,CONV,616.32,%QIWEN%!
四周木模对流系数616.32
SFA,6,1,CONV,616.32,%QIWEN%
SFA,2,1,CONV,2054.4,%QIWEN%!
上面裸露对流系数616.32
BFV,1,HGEN,%HEATS%!
输入热生成率heats
ALLSE!
选择所有
TRNOPT,FULL!
设置计算方法
*DO,DAY,0.5,10,0.5!
设置循环计算
TIME,DAY!
设置荷载步时间
AUTOTS,0!
关闭自动时间步长
KBC,0!
设置阶梯荷载步
TSRES,ERASE!
Definesanarrayofkeytimesatwhichthetime-steppingstrategychanges
OUTRES,ALL,ALL!
输出所有项
SOLVE!
开始计算
*ENDDO!
终止循环计算
结构应力分析
ETCHG,TTS!
转换热分析单元为结构单元
定义变化弹模EXX
*DIM,EXX,ARRAY,20
EXX(1,1,1)=0.87e10
EXX(2,1,1)=1.05e10
EXX(3,1,1)=1.17e10
EXX(4,1,1)=1.26e10
EXX(5,1,1)=1.33e10
EXX(6,1,1)=1.39e10
EXX(7,1,1)=1.44e10
EXX(8,1,1)=1.48e10
EXX(9,1,1)=1.52e10
EXX(10,1,1)=1.56e10
EXX(11,1,1)=1.59e10
EXX(12,1,1)=1.61e10
EXX(13,1,1)=1.64e10
EXX(14,1,1)=1.67e10
EXX(15,1,1)=1.69e10
EXX(16,1,1)=1.71e10
EXX(17,1,1)=1.73e10
EXX(18,1,1)=1.75e10
EXX(19,1,1)=1.77e10
EXX(20,1,1)=1.79e10
定义20种材料每0.5小时一种材料来反映弹模的改变
*DO,I,1,20,1
MP,DENS,I,2450!
混凝土密度为2450
MP,EX,I,EXX(I)!
混凝土弹模为EXX(I)
MP,PRXY,I,0.167!
混凝土泊松比为0.167
MP,ALPX,I,0.75E-5!
混凝土热膨胀系数为0.75e-5
MP,REFT,I,15!
定义参考温度
*ENDDO
VCLEAR,2,5,1!
清除基础土体网格
VDELE,2,5,1,1!
删除基础土体
选择选择所有
NROPT,FULL!
SpecifiestheNewton-Raphsonoptionsinafulltransientanalysis
NLGEOM,ON!
考虑大变形的影响
ASEL,S,,,1,1,1!
选择面1
NSLA,S,1!
选择面1上的结点
D,all,ALL!
加基础全约束
DA,3,SYMM!
加对称约束
DA,5,SYMM!
I=1
*DO,DAY,0.5,10,0.5
ESEL,S,MAT,,I,I,1!
选择混凝土材料号为I的元素
ACEL,0,0,-9.8,!
GRAVITYLOAD施加重力荷载加速度
LDREAD,TEMP,,,DAY,,'
themal'
'
rth'
'
TEMPLOADReadsresultsfromtheresultsfileandappliesthemasloads.
TIME,DAY
AUTOTS,0
KBC,0!
TSRES,ERASE!
OUTRES,ALL,ALL,!
输出所有的结果
SOLVE!
计算
I=I+1
*IF,I,LE,20,THEN
MPCHG,I,ALL
*ENDIF
*ENDDO
【间接法耦合分析温度场与应力场】
此为7月22号自编的不分层,体加30摄氏度、水化热生热率;
一面加对流边界条件
/PREP7
/TITLE,Transient-statethermalanalysisofconcretewall
/SHOW
ET,1,SOLID90!
定义单元类型为thermalsolid90
/UNITS,SI!
采用国际制单位(与时间有关的单位都换成天,国际制单位焦耳)
以下为定义材料属性:
MP,DENS,1,2441!
密度=2441kilogram/(meter3)
MP,HF,1,14!
对流换热系数,单位:
J/(meter2.s.degreeC)
20J/(meter2.s.degreeC)=1680000J/(meter2.d.degreeC)
MPTEMP,,0,21,32,43!
建立温度表,单位:
(degreeC)
MPDATA,C,1,,971,971,997,1038!
定义比热,单位:
J/(kilogram.degree
MPDATA,KXX,1,,3.2158,3.2158,3.1647,3.1217!
定义导热系数,单位:
J/(meter.S.degreeC)
MPDATA,KXX,1,,277845.12,277845.12,273430,269714.8!
J/(meter.d.degreeC)
BLOCK,,12,,5,,7,!
建立立方体模型
/VIEW,1,1,1,1!
Isometricview(三轴等侧视图)
划分网格
MSHAPE,0,3D!
选择3D映射网格
MSHKEY,1
VSEL,ALL!
选中所有的体
VMESH,ALL
TYPE,1
EXTOPT,ESIZE,2,0,
EXTOP
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- Ansys 耦合