ansys workbench太阳能加热铝锅热固耦合

1 材料参数

（1）结构钢

其密度、弹性模量、泊松比、比热容、热膨胀系数、导热系数如下图所示。

（2）铝合金

其密度、弹性模量、泊松比、比热容、热膨胀系数、导热系数如下图所示。

2 模型导入及简化

将电机进行抑制掉，与基体无相连，模型导成step格式导入到workbench中。

3 接触设定

所有接触区域采用默认的绑定连接，如下图所示。

4 温度场边界条件与载荷条件的施加

采用热固耦合仿真计算对其进行分析。

在太阳能板表面施加温度场，如下图所示。

施加温度的数据模拟太阳照射的过程。

对所有物体表面施加与空气相关的热对流，如下图所示。

在铝锅表面模拟太阳能传热的过程，在铝锅地面施加随时间相关的温度载荷。

5 计算结果

温度云图如下图所示。

6 结构场边界条件设置

将热载荷导入到瞬态结构场中，如下图所示。

边界条件采用底面固定支承，如下图所示。

得到变形云图如下图所示，最大变形为0.067975mm，主要分布在太阳能板的上部。

得到的应力云图如下图所示，最大应力为42.627Mpa，小于材料的屈服强度极限，在安全裕度范围内。