Khảo sát nhiệt trong tấm phẳng bằng ANSYS

 Nhiệt lượng và bài toán nhiệt hay được bắt gặp ở trong tính toán và thiết kế chi tiết máy. Thậm trí tính toán chuyển vị do nhiệt gây ra khi thiết kế kết cấu. Bài toán đặt ra với một tấm sắt và xác định sự phân bố nhiệt độ trong miếng sắt này. Bên trái và bên pải được cách ly. Ở phía trên của bề mặt tiếp súc với dòng nhiệt. Ở phía dưới và phía trong của bề mặt được duy trì với nhiệt độ là 300oC.

Thiệt lập bài toán: Set Preferences: Thermal analysis

Định nghĩa vật liệu:

chọn Element type: Thermal Solid Quad 4-node 55 (PLANE55).

Phần tử Solid nên không cần REAL CONSTANT

Tính chất của vật liệu:

Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models > Thermal > Conductivity > Isotropic

Điền hệ số dẫn nhiệt (KXX) là 16 W/(m K) (Thermal conductivity)

Bấm vào để to hình

Mô hình bài toán:

Vì bài toán đối xứng nên bạn chỉ cầm mô hình một nửa kết cấu.

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS

Keypoint 1 – x, y, z: 0, 0, 0

Keypoint 2 – x, y, z: 0.4, 0, 0

Keypoint 3 – x, y, z: 0.4,-0.4, 0

Keypoint 4 – x, y, z: 0.1,-0.4, 0

Keypoint 5 – x, y, z: 0.1,-0.2, 0

Keypoint 6 – x, y, z: 0,-0.2, 0

Tạo đường liên kết cho các điểm đã vẽ:

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines >Straight Line

Tạo diện tích hình học cho kết cấu:

Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Areas> Arbitrary >By Lines, chọn tất cả các đường thằng.

Bấm để to hình

Tạo điểm lưới hình học cho kết cấu để tăng khả năng chính xác cho kết cấu.

Main Menu > Preprocessor > Meshing > Mesh Tool

Ở Size Controls, chọn Set cho Areas. Bấm OK, sau đó bạn điền 0.05. (Xem hình vẽ)

Chọn MESH, chắc chắn rằng Tri, Free được chọn.

Sau khi Mesh bạn sẽ thu được:

Điều kiện biên:

Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Temperature > On Lines, chọn chính xác đường thằng theo nhiệt độ theo đầu đề.

Main Menu > Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Thermal > Convection > On Lines

Điền nhiệt độ truyền theo sự đối lưu của nhiệt độ vào các đường như hình 1 mô tả. (Xem hình dưới đây)

Xem hình rõ hơn.

Giải bài toán: Main Menu > Solution > Solve > Current LS

Kết quả:

Main Menu > General Postproc > List Results > Nodal Solution.

Chọn: Nodal Solution > DOF Solution > Temperature. OK

Main Menu > General Postproc > Plot Results > Contour Plot > Nodal Solution > DOF Solution > Temperature -> OK

Mô tả sự phân bố nhiệt độ.