8/10/2019 Anliza_termica ansys

http://slidepdf.com/reader/full/anlizatermica-ansys 1/5

8/10/2019 Anliza_termica ansys

http://slidepdf.com/reader/full/anlizatermica-ansys 2/5

8/10/2019 Anliza_termica ansys

http://slidepdf.com/reader/full/anlizatermica-ansys 3/5

3

Caracteristicil e de material variază cu temperatura. Ecuaţia care guverneazăanaliza termică în regim neliniar este:

iii QT K }{}{][ 1 (7.8)unde i este numărul iteraţiei.

Prima iteraţie rezolvă sistemul de ecuaţii la temperatura iniţială, iar următoareleiteraţii utilizează temperaturile din iteraţia precedentă pentru determinarea matriceiconductivităţii. Procesul iterativ continuă până când se realizează convergenţa. Numărulde iteraţii necesar pentru o soluţie precisă depinde de tipul de neliniaritate considerat înproblemă. Algoritmul de rezolvare este Newton- Raphson.

7.2 Analiza în regim termic tranzitoriu (Transient Thermal)

Acest tip de

analiză urmăreştedeterminarea distribuţieide temperatură într -ostructură ca funcţie detimp sau anticiparea

căldurii acumulate însistem. Deoarece

majoritatea fenomenelor termice sunt de natură tranzitorie, această simulare este cel maifrecvent folosită.

Analiza termică poate fi liniară sau neliniară, dacă se consideră variaţiacaracteristicilor de material cu temperatura, şi anume: conductivitatea termică, căldura

specifică şi densitatea. Aceste proprietăţi de material variază semnificativ cu temperatura.

Prin urmare, analiza termică n regim tranzitoriu este, de obicei, neliniară. Deosebirea

esenţială faţă de analiza termică în regim staţionar este faptul că încărcările sunt funcţii detimp şi trebuie activa te efectele integrării numerice. n fig. 7.1 este prezentat un exemplude solicitare termică variabilă n timp ntr -o analiză n regim tranzitoriu. Pentru fiecare

temperatură trebuie specificată valoarea şi durata de aplicare, precum şi modul deaplicare, şi anume: treaptă, sau cu incrementare automată.

Căldura specifică este utilizată pentru a se considera efectul acumulării de căldură.

Ecuaţia care guvernează analiza este:

Fig. 7.1 Variaţia n timp a temperaturii exterioare

8/10/2019 Anliza_termica ansys

http://slidepdf.com/reader/full/anlizatermica-ansys 4/5

4

iiiii QT K T C }{}{][}{][ 11 (7.9)

unde [C] este matricea căldurii specifice, iar [K] – matricea conductivităţii termice.

Integrarea se face prin metoda Crank-Nicholson/Euler. n urma analizei se obţ ine evolu ţia n timp a temperaturii (Fig. 7.2).

Fig. 7.2 Variaţia n timp a temperaturii ntr- o structură

Observaţ ie: Ca şi n cazul analizei de tensiuni, discretizarea trebuie s ă fie fin ă,uniformă şi s ă urmăreasc ă distribuţ ia de temperatur ă ca amprent ă.

ncărcă ri specifice analizei termice

Solicitările specifice analizei termice sunt: temperatura, care poate fi constantă,

dată tabelar n funcţie de timp (Tabular (Time) ), sau ca o funcţie matematică (Function )

convecţie pe suprafeţe n contact cu fluide (Convection ), radiaţie termică aplicată pe ofaţă sau o muchie a modelului 3D (Radiation ) – n acest caz se indică emisivitateatermică şi temperatura mediului ambiant, suprafaţa perfect izolată termic (Perfectly

Insulated ), fluxul de căldură (Heat Flux), căldura internă (Internal Heat Generation ),

temperatura provenind dintr- o analiză CFX pentru o analiză fluid-structură (ConditionsCoupled ), ncărcări importate din programul Ansoft HFSS, Maxwell sau Q3D

Extractor (Imported Loads Ansoft).

Fig. 7.3

8/10/2019 Anliza_termica ansys

http://slidepdf.com/reader/full/anlizatermica-ansys 5/5

5

7.3 Analiza cuplat ă termic-structural

Analiza termică n regim staţ ionar sau tranzitoriu poate constitui condi ţ ie ini ţ ială

pentru analiza static ă-structurală. n acest caz se obţ in deplas ările sau tensiunile datoratesolicitărilor termice . Acestă simulare este o analiză cuplată termic- structural, sau ndomeniul „multiphysics”, pentru că permite combinarea a două fenomene fizice: termic şimecanic (Fig. 7.4-a). n interfaţa grafică a proiectului conectarea analizelor se faceinteractiv, prin translatarea diferitelor module pentru care se doreşte conectarea, sau prin

Solution Transfer data to New Static Structural (Fig. 7.4 -b)

a. b.Fig. 7.4 Cuplarea analizei termice cu cea structurală

Pentru ca rezultatele s ă convearg ă se introduc restricţ iile mecanice

corespunz ătoare problemei statice.

Fig. 7.5

Un site util pentru găsirea caracteristicilor de material este MatWeb , care se

găseşte la adresa: www.matweb.com.