（1）过滤图形界面 从主菜单中选择Main Menu＞Preferences，弹出“Preferences for GUI Filtering”对话框，选择“Thermal”，对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤。
（2）定义工作标题 从实用菜单中选择Utility Menu＞File＞Change Title，在弹出的对话框中输入“Analysis of External Grinding”，单击“OK”。
（3）指定工作名 从实用菜单中选择Utility Menu＞File＞Change Jobname，弹出一个对话框，在“Enter new Name”中输入“2D-External Grinding Temperature”，勾选“New log and files”复选框，单击“OK”。
（4）定义单元类型和选项 从主菜单中选择Main Menu＞Preprocessor＞Element Type＞Add/Edit/Delete，弹出“Element Types”单元对话框，单击“Add”按钮，弹出“Library of Element Types”对话框。
在该对话框左面滚动栏中选择“Solid”，在右边的滚动栏中选择“Axi-har 4node 75”，单击“OK”，定义了“PLANE75”单元。
（5）定义材料属性 从主菜单中选择Main Menu＞Preprocessor＞Material Props＞Material Models，弹出“Define Material Model Behavior”对话框，在右边的栏中依次单击“Thermal＞Conductivity＞Isotropic”后，弹出“Coductivity for Material Number 1”对话框。单击“Add Temperature”，在对话框中“Temperature”后面的输入栏中依次输入“20、100、200、300、400、500、600、700、800、900”，在“KXX”后面的输入栏中依次输入“16、17、18、20、21、22、22、23、23、25”。单击“Coductivity for Material Number 1”对话框中的“Graph”按钮，弹出导热系数随温度的变化曲线，如图8-51所示。
图8-51 SUS304不锈钢导热系数随温度的变化
单击“Thermal＞Specific Heat”后弹出“Specific Heat for Material Number 1”对话框，单击“Add Temperature”，在对话框中“Temperature”后面的输入栏中依次输入“20、100、200、300、400、500、600、700、800、900”，在“C”（比热容）后面的输入栏中依次输入“462、473、495、524、561、612、687、814、689、619”。单击“Specific Heat for Material Number 1”对话框中的“Graph”按钮，弹出比热容随温度的变化曲线，如图8-52所示。
单击“Thermal＞Density”后弹出“Density for Material Number 1”对话框，在该对话框中“DENS”后面的输入栏中输入“7930”，单击“OK”。
单击“Material＞Exit”结束材料属性定义。
图8-52 SUS304比热容随温度的变化曲线
2.输入参数
选择Utility Menu＞Parameters＞Scalar Parameters，弹出“Scalar Parameters”对话框，依次输入表8-8所示参数。
表8-8 仿真过程需要用到的参数及数值
3.建立模型、赋予特性并划分网格
（1）建立模型 选择Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Keypoints＞In Active CS，弹出“Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框，如图8-53所示，在“Key-points number”后面输入“10”，在“X，Y，Z Location inactive CS”后面输入“0.1，DWI/2，0”，单击“Apply”。接着在“Keypoints number”后面输入“20”，在“X，Y，Z Loca-tion inactive CS”后面输入“0.1，DWO/2，0”，单击“Apply”。在“Keypoints number”后面输入“30”，在“X，Y，Z Loca-tion inactive CS”后面输入“0.1，0，0”，单击“Apply”。在“Keypoints number”后面输入“40”，在“X，Y，Z Location inactive CS”后面输入“0.1，0，0.01”，单击“OK”。
图8-53 “Create Keypoints in Active Coordinate System”对话框
选择Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Lines＞Lines＞Straight Line，弹出“Create Straight Line”对话框，用鼠标依次选择10号和20号“Keypoint”，单击“OK”。
选择Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Operate＞Extrude Line，弹出“Extrude Line”对话框，用鼠标选择刚刚建立的直线，单击“OK”，然后用鼠标依次选择前面建立的30号和40号“Keypoint”，再单击“OK”得到内径为DWI、外径为DWO的圆环，如图8-54所示
选择Main Menu＞Preprocessor＞Mod-eling＞Operate＞Booleans＞Glue＞Areas，在弹出的对话框中选择“Pick All”，完成面的粘接。
（2）赋予特性 选择Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Mesh Attributes＞Default Attribs，弹出Mesh Attributes对话框，在“TYPE”选 项 后 面 选 择“1PLANE75”，在“MAT”选项后面选择“1”，其他保持默认，单击“OK”按钮。
图8-54 外圆磨削温度仿真几何模型
（3）网格划分 设置单元密度，选择Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Size Cntrls＞ManualSize＞Lines＞Picked Lines，在弹出的对话框中选择“Min，Max，Inc”选项，在下面的输入栏中输入“1，4，1”，单击“OK”弹出“Element Sizes on Picked Lines”对话框，在“NDIV”后的输入栏中输入“20”，单击“OK”退出对话框。
选择Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Size Cntrls＞ManualSize＞Lines＞Picked Lines，在弹出的对话框中选择“Min，Max，Inc”选项，在下面的输入栏中输入“5，12，1”，单击“OK”。弹出“Element Sizes on Picked Lines”对话框，在“NDIV”后的输入栏中输入“100”，单击“OK”。
选择Main Menu＞Preprocessor＞Meshing＞Mesh＞Areas＞Mapped＞3 or 4 sided，弹出“Mesh Areas”对话框，单击“Pick All”，得到有限元模型如图8-55所示。
4.保存
选择Utility Menu＞Select＞Every-thing，然后选择Utility Menu＞File＞Save as，弹出“Save DataBase”对话框，在“Save DataBase to”下面的输入栏中输入“excircle model.db”，单击“OK”退出。
5.施加初始温度
选择Main Meun＞Solution＞Define loads＞Apply＞Thermal＞Temperature＞U-niform temperature，在弹出的对话框中，在“Lab”中选择“TEMP”，在“VAL-UE”中输入“25”，单击“OK”。
图8-55 外圆磨削温度仿真有限元模型
6.设置求解选项
选择Main Menu＞Solution＞Analysis Type＞New Analysis，在弹出的对话框中，选择“Transient”，然后单击“OK”，接受默认设置，在弹出的对话框中单击“OK”。
7.输出控制(www.xing528.com)
选择Main Menu＞Solution＞Sol’n Controls，在弹出的对话框中，在“Frequency”中选择“Write every substep”，单击“OK”。
8.施加载荷及求解
为了模拟磨削过程中工件的运动，需要利用ANSYS软件DO循环语句对工件进行循环加载。
施加均布热源的热流载荷加载结果如图8-56所示，施加三角形热源的热流载荷分布结果如图8-57所示。
图8-56 热流载荷加载结果（均布热源）
图8-57 热流载荷加载结果（三角形热源）
9.查看仿真结果
选择Main Meun＞General Postproc＞Read Results＞By Pick，弹出结果文件，选择第800个载荷步，单击“Read”按钮，读取温度结果，单击“Close”关闭对话框。
选择Main Meun＞General Postproc＞Plot Results＞Contour Plot＞Nodal Solu，弹出“Con-tour Nodal Solution Data”对话框，选择Nodal Solution＞DOF Solution＞Nodal Temperature，单击“OK”。得到第800载荷步的温度分布云图如图8-58和图8-59所示。
图8-58 磨削温度云图（均布热源）
图8-59 磨削温度云图（三角形热源）
选择Utility Menu＞Select＞Entities，弹出“Select Entities”对话框，在第一个选择框中选择“Nodes”，在第二个选择框中选择“By Location”，选择“X coordi-nates”，在“Min，Max”下面的输入栏中输入“DWO/2”，选择外圆表面上的所有节点。单击“OK”退出对话框，选择结果如图8-60所示。
图8-60 通过坐标选择节点结果
选择Main Meun＞General Postproc＞Path Operations＞Define Path＞By Nodes，依次选择如图8-61中的节点，单击“OK”，弹出如图8-62所示对话框，在该对话框的“Name”栏中输入路径名，单击“OK”。
选择Main Meun＞General Postproc＞Path Operations＞Map onto Path，弹出“Map Result Items onto Path”对话框，如图8-63所示，在“Lab”一栏中输入“T1”，在“Item Comp”一栏中选择“DOF solution＞Temperature TEMP”，单击“OK”。
图8-61 通过节点创建路径
图8-62 输入路径名称
图8-63 “Map Result Items onto Path”对话框
选择Main Meun＞General Postproc＞Path Operations＞Plot Path Item＞On Graph，弹出“Plot of Path Items on Graph”对话框，如图8-64所示，选择上一步映射的路径“T1”，单击“OK”，得到磨削过程中接触弧长内磨削温度分布，如图8-65和图8-66所示。
图8-64 “Plot of Path Items on Graph”对话框
图8-65 接触弧长内磨削温度分布（均布热源）
图8-66 接触弧长内磨削温度分布（三角形热源）
选择Main Meun＞TimeHist Postpro＞Define Variables，弹出“Defined Time-History Varia-bles”对话框，单击“Add”，弹出“Add Time-History Variables”对话框。选择“Nodal DOF result”选项，单击“OK”，弹出“Define Nodal Data”对话框。在外圆面上均匀地选择八个节点，定义随时间变化的节点结果。
选择Main Meun＞TimeHist Postpro＞Graph Vabriables，弹出“Graph Time-History Vabri-ables”对话框，依次输入相应的变量参考值，单击“OK”，得到如图8-67和图8-68所示磨削表面不同位置处各点磨削温度随时间变化的曲线。
图8-67 磨削表面不同位置处各点磨削温度随时间变化的曲线（均布热源）
图8-68 磨削表面不同位置处各点磨削温度随时间变化的曲线（三角形热源）
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