16.2.3  GUI操作步骤

16.2.3 GUI操作步骤

1.定义分析文件名

执行Utility Menu＞File＞Change Jobname命令，在弹出的对话框中输入Radiation_Box，单击OK按钮。

2.定义单元类型

1）选择热分析实体单元：执行Main Menu＞Preprocesor＞Element Type＞Add/Edit/De-lete命令，单击对话框中的ADD按钮，选择Thermal Solid，Brick 8node 70，8节点三维六面体单元，单击OK按钮。

2）选择表面效应单元：执行Main Menu＞Preprocesor＞Element Type＞Add/Edit/Delete命令，单击对话框ADD按钮，选择Surface Effect，3D thermal 152单元，如图16-3所示，单击OK按钮。

选中Type 2 SURF152单元，弹出如图16-4所示的对话框，在K4中选择Exclude选项，在K5中选择Include 1 node选项，在K9中选择Real const FORMF选项，单击OK按钮。

图16-3 Library of Element Types对话框

3.定义实常数

执行Main Menu＞Preprocesor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，在弹出的对话框中选择Type 2 SURF152单元，弹出如图16-5所示的对话框，在Real Constant Set No.中输入2，在FORMF中输入1，在SBCONST中输入1.712e-9，单击OK按钮。

图16-4 SUR F152 element type options对话框

图16-5 Real Constant Set Number 3 for SURF152对话框

4.定义材料属性

（1）定义钢坯料材料属性

1）定义热传导系数：执行Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Mode命令，单击对话框右侧的Thermal＞Conductivity＞Isotropic选项，在弹出的对话框中输入导热系数KXX10000，单击OK按钮。

2）定义材料的比热容：选择对话框右侧的Thermal＞Specific Heat选项，在弹出对话框的C中输入比热容0.11，单击OK按钮。

3）定义材料的密度：执行Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Models命令，在弹出的对话框中，默认材料编号1，单击对话框右侧的Thermal，单击Density，在框中输入487.5，单击OK按钮。

（2）定义表面效应热辐射参数

单击对话框Material＞New Model，在弹出的对话框中单击OK按钮，选中材料模型2，单击对话框右侧的Thermal＞Emissivity，在弹出对话框的EMIS中输入1，单击OK按钮。

5.建立几何模型

执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Volumes＞Block＞By Dimensions命令，在弹出的对话框中的X1、X2、Y1、Y2、Z1、Z2中分别输入0、2、0、2、0、4，建立三维几何模型。

6.设定网格密度

执行Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Size Cntrls＞Manualsize＞Global＞Size命令，在NDIV框中输入1，单击OK按钮。

7.划分网格

执行Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Mesh＞Volumes＞Mapped＞4 to 6 sides命令，选择PickAll选项。

8.建立表面效应单元

1）设置单元属性：执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Ele-ment Attributes命令，弹出如图16-6所示的对话框，在弹出的对话框中的TYPE、MAT、REAL分别选择2，单击OK按钮。

图16-6 Element Attributes对话框

2）建立空间辐射节点：执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞In Active CS命令，在弹出的对话框中的NODE和X，Y，Z，THXY，THYZ，THZX中分别输入100和5，5，5，0，0，0，单击OK按钮。(https://www.daowen.com)

3）建立表面效应单元：执行Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Surf/Contact＞Surf Effect＞General Surface＞Extra Node命令，在弹出的对话框中单击Min、Max、Inc，输入1、8、1，后按＜Enter＞键，单击OK按钮，在弹出的对话框中单击List of Items，输入100后按＜Enter＞键，单击OK按钮，完成以上操作，所建立的有限元模型如图16-7所示。

9.施加温度载荷

1）施加空间温度载荷：执行Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Thermal＞Temperature＞on Nodes命令，选择100号节点，弹出如图16-8所示的对话框，在Lab2中选择TEMP选项，在VALUE中输入530，单击OK按钮。

图16-7 有限元模型图

图16-8 Apply TEMP on Nodes加对话框

2）施加钢坯料温度载荷：执行Main Menu＞Solution＞Define Loads＞Apply＞Thermal＞Temperature＞Uniform Temperature命令，在弹出的对话框中输入2000，如图16-9所示，单击OK按钮。

10.设置求解选项

1）执行Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞New Analysis命令，在弹出的对话框中选择Transient选项，单击OK按钮，在弹出的对话框单击OK按钮，关闭对话框。

2）执行Main Menu＞Solution＞Load Step Opts＞Solution Ctrl命令，弹出如图16-10所示对话框，将SOLCONTROL设置为Off。

图16-9 Uniform Temperature对话框

图16-10 Nonlinear Solution Control对话框

3）执行Main Menu＞Solution＞Load Step Opts＞Time/Frequenc＞Time-Time Step命令，弹出如图16-11所示的对话框，在TIME中输入3.7，在DELTIM中输入0.005，在KBC中选择Stepped选项，在AUTOTS中设置为ON，单击OK按钮。

4）执行Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞Sol’n Controls命令，在弹出的对话框中，在Frequency选择Write every substep选项，单击OK按钮。

11.存盘

执行Utility Menu＞Select＞Everything命令，选择ANSYS Toolbar SAVE_DB选项。

12.求解

执行Main Menu＞Solution＞Solve＞Current LS命令，进行计算。

图16-11 Time and Time Step Options对话框

13.显式温度场分布云图

执行Utility Menu＞PlotCtrls＞Window Controls＞Window Options命令，在弹出的对话框中的INF0中选择Legend ON选项，单击OK按钮。执行Main Menu＞General Postproc＞Read Results＞Last Set命令，读最后一个子步的分析结果，执行Main Menu＞General Postproc＞Plot Results＞Contour Plot＞Nodal Solu命令，执行DOF Solution＞Temperature TEMP命令，如图16-12所示。

图16-12 温度场分布云图

14.显示钢坯料1号节点温度随时间变化曲线图

执行Main Menu＞TimeHist Postpro命令，在弹出的对话框中单击图标，在弹出的对话框中，选择Nodal Solution＞DOF Solution＞Nodal Temperature选项，单击OK按钮。在弹出的对话框中的Min、Max、Inc后分别输入1，按＜Enter＞键确认，单击OK按钮，再单击图标，曲线图如图16-13所示。

图16-13 钢坯料1号节点温度随时间变化曲线图

15.退出ANSYS

单击ANSYS Toolbar中的QUIT，选择Quit No Save！选项后单击OK按钮。