ansys计算机热仿真,ANSYS仿真软件热分析
一、背景和内容
由于电源线铜芯耐温范围为-20℃以上，当电线用于北方-26℃以下时，可能出现脆断。因此在电源线外线尼龙内侧增加电辅热，保证电源线大于-20℃。
本文通过仿真分析电线辅热需要的电加热功率。在-26℃环温，主线不通电情况下，自然对流换热系数为(5~10) W/(m2.K) (无外界通风干扰)范围内电加热最高温度不超过80℃；铜芯最低温度不低于-20℃。
本文包括以下内容：
1、稳态计算需要的电加热功率
2、瞬态计算断电后温度降低过程
3、瞬态计算静置后温度升高过程
图1-1 升温过程
图1-2 放热过程
图1-3 稳态
图1-4 计算案例
二、计算过程
2.1 结构和网格
如图2-1所示是电线加热示意图，整体处于1mm厚度的尼龙PA6保护下，主线有1.8mm绝缘层PVC保护，铜芯与绝缘层之间尚有距离，认为是空气。由于实际情况电加热与主线会有接触，因此模型设置也有部分接触，如图2-1所示。
材料参数见表1.
图2-1 模型示意图
图2-2 网格
2.2 稳态热分析
首先输入边界条件，
图2-3 steady-state thermal→insert→convection输入自然对流换
图2-4 首先输入5W/(m^2.K)，环境温度为-26℃
图2-5 再输入电加热量64961W/m^3
图2-6 结果处理，显示温度分布图和热流分布图
图2-7 最终状态并点击solve进行计算
2.2 瞬态热分析
静置开启电加热初始温度为-26℃
断电后开启电加热初始温度假设为30℃
首先是静置开启电加热设置
图2-8 设置初始温度-26℃
图2-9 设置计算时长为15000s
其余设置类似稳态热分析
图2-10 设置最终结果图
同样的设置断电后开启电加热，初始温度为30℃。可以用copy的方法把边界条件复制过来。
三、计算结果
图3-1
图3-2
图3-3
图3-4
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