ansys瞬態(tài)熱分析單元的案例
ansys18.2焊接過程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過程分析
移動熱源通過插件實現(xiàn)
ANSYS workbench 芯片瞬態(tài)熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習芯片的三維模型處理
2、學習芯片瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學習芯片瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學習芯片瞬態(tài)熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片瞬態(tài)熱分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS workbench水瓶降溫瞬態(tài)熱分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習水瓶的三維模型處理
2、學習水瓶降溫瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學習水瓶降溫瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學習水瓶降溫瞬態(tài)熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 水瓶降溫瞬態(tài)熱分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ANSYS workbench錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習錐形透鏡的三維模型處理
2、學習線瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學習錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學習錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 錐形透鏡瞬態(tài)熱應(yīng)力分析。
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展開 
Ansys 案例研究 | 瞬態(tài)熱力耦合分析—PCB 組件上的熱應(yīng)力生成
過高的溫度或頻繁的溫度波動會引發(fā)材料老化、信號失真，并因材料間熱膨脹系數(shù)不匹配而產(chǎn)生熱應(yīng)力，最終導致焊點開裂、器件失效等故障。因此，評估 PCB 可靠性必須進行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動態(tài)溫度場，再計算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標
通過高保真建模仿真，系統(tǒng)觀察并量化印刷電路板（PCB）上關(guān)鍵元器件在瞬態(tài)熱載荷作用下的力學響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)。
方法闡述
本研究采用瞬態(tài)熱-力順序耦合仿真方法。首先，基于元件的真實功耗曲線與環(huán)境邊界條件，進行高精度瞬態(tài)熱分析，獲取從啟動、負載變動到穩(wěn)態(tài)的全過程溫度場時序數(shù)據(jù)。隨后，將該瞬態(tài)溫度場作為體載荷映射至結(jié)構(gòu)模型，通過有限元分析求解其引發(fā)的熱應(yīng)力與應(yīng)變場。
仿真步驟
1.打開 ANSYS Workbench，創(chuàng)建“瞬態(tài)熱力學系統(tǒng)（Transient Thermal System）”。
2.關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)分析，將“瞬態(tài)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)（Transient Structural System）”拖拽至瞬態(tài)熱力學系統(tǒng)的求解（Solution）單元格上，實現(xiàn)兩個分析系統(tǒng)間四個單元的共享。
3.定義部件的材料屬性，此處示例使用的是鋼，實際應(yīng)用中應(yīng)需根據(jù)真實材料設(shè)置參數(shù)。
4.導入模型，其效果如圖所示。
5.分配材料至幾何體。
6.在模型上施加相關(guān)的熱邊界條件，如圖 2 所示。
7.求解該模型，然后將本次分析結(jié)束時刻或每個時間步的溫度作為初始體溫度輸入到瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析中（如圖 3 所示）。用戶可以從瞬態(tài)熱分析的溫度圖表中復(fù)制并粘貼源時間（Source Time）和分析時間（Analysis Time）的數(shù)據(jù)。
展開 ANSYS workbench 小塊熱結(jié)構(gòu)耦合瞬態(tài)動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習小塊移動的三維模型處理
2、學習小塊移動非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動力學分析步的建立
4、學習小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 小塊移動熱結(jié)構(gòu)耦合動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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展開 基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析
1、引言
熱-力耦合分析根據(jù)其耦合的方式一般分為順序耦合和完全耦合；順序耦合是單向的，如已知溫度計算結(jié)構(gòu)體的變形、應(yīng)力、應(yīng)變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關(guān)系，又進一步的影響摩擦生熱，即力→熱→力→......熱力雙向耦合。
隨著Workbench軟件的更新，再2020以后的版本中加入了耦合場分析模塊，無論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡化了分析流程。本文采用耦合場瞬態(tài)模塊進行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場模塊
2、三維模型搭建與網(wǎng)格劃分
利用solidworks對剎車盤進行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤預(yù)定距離為1mm，如圖2所示，導入Hypermesh中進行幾何清理（將小孔、窄邊等進行優(yōu)化）和網(wǎng)格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網(wǎng)格兼容性較好，因此Hypermesh導出網(wǎng)格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過多的介紹前處理部分，主要針對耦合場的搭建與分析。
圖2剎車盤三維模型
圖3 剎車盤網(wǎng)格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.inp網(wǎng)格文件，搭建分析流程，如圖4所示。
圖4 分析流程搭建
3.1 材料定義
材料屬性的定義，參考論文[1]所給出的參數(shù)，如下表所示。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數(shù)、熱傳導系數(shù)是三個必要的熱力學參數(shù)。
展開 基于ANSYS Workbench2024R2 桿單元不同載荷下的瞬態(tài)分析 ￥50
<p>基于ANSYS Workbench2024R2 桿單元不同載荷下的瞬態(tài)分析</p><p>預(yù)應(yīng)力分析</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png" style="" width="622" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/4968e839a1834fbf9d63a7f4a426758e.png?
展開 一分鐘了解穩(wěn)態(tài)熱分析&瞬態(tài)熱分析
4）網(wǎng)格劃分
低階熱傳導桿單元（DC1D2），劃分40個單元。
5）溫度分布仿真結(jié)果
2.4.解析解與有限元仿真解的比較
單軸直桿穩(wěn)態(tài)熱傳導解析解與數(shù)值解計算結(jié)果如下表所示。可以看到數(shù)值解與解析解是完全一致的。根據(jù)熱流率的仿真結(jié)果看，流入熱量與流出熱量是相等的，滿足能量守恒定律。
3.單軸直桿瞬態(tài)熱分析
不同于穩(wěn)態(tài)傳熱分析，瞬態(tài)傳熱分析是指一個系統(tǒng)的加熱或冷卻過程。在穩(wěn)態(tài)傳熱分析中，分析步時間是沒有意義的；而在瞬態(tài)傳熱分析中，分析步的時間是有實際意義的。
3.1.問題描述
如圖所示的單軸直桿傳熱模型（不考慮輻射和對流換熱），熱流率Q=1W從溫度T(0)端流入，流過長度L=400mm，橫截面積A=10×10mm2的直桿，從溫度T(L)=20°C端流出，假設(shè)材料為鋁合金，導熱系數(shù)k=100W/(m°C)，計算直桿的左端點和中點的溫度隨時間的變化曲線。
3.2.有限元解
1）材料定義
不同于穩(wěn)態(tài)熱分析，在瞬態(tài)熱分析中除了定義熱導率（Conductivity）之外，還需要定義密度（Density）和比熱容（Specific Heat）。
2）分析步設(shè)置
定義瞬態(tài)傳熱分析步，分析步時間為60s。初始增量步設(shè)為1s，最小增量步設(shè)為0.0006s，最大增量步設(shè)為1s。每個增量步所允許的溫度的最大變化設(shè)為50°C。
3）邊界條件和載荷
邊界條件和載荷同上述穩(wěn)態(tài)熱分析。另外再對整個直桿施加20°C的初始溫度場。
4）網(wǎng)格劃分
網(wǎng)格劃分同上述穩(wěn)態(tài)熱分析。
5）溫度分布仿真結(jié)果
展開 基于HyperWorks的瞬態(tài)熱-固耦合分析 ￥20
五、文章小結(jié)
本次仿真主要介紹了瞬態(tài)熱—固耦合的仿真方法，選取簡單的彎管模型進行端面施加熱源，分析了①結(jié)構(gòu)導熱②結(jié)構(gòu)空氣對流③受熱力影響下的結(jié)構(gòu)變形，這三個部分基本上包括了HyperWorks的所有熱力學分析方法，讀者可以進行任意的組合摘取來分析自己的模型。相信掌握了以上分析方法，用HyperWorks進行熱力學分析將手到擒來。
超導開關(guān)瞬態(tài)熱分析 ￥50
使用瞬態(tài)熱分析來計算20s內(nèi)電加熱絲加熱及之后冷卻的溫度變化。
參賽：一個瞬態(tài)熱分析的實例
設(shè)定為瞬態(tài)分析
esel,s,mat,,2 ！設(shè)定鑄鋼的初始溫度
nsle,s
/replot
ic,all,temp,2875
esel,inve ！設(shè)定砂模的初始溫度
nsle,s
/replot
ic,all,temp,80
allsel
save
lplot
sfl,1,CONV,0.014,,80 ！設(shè)定砂模外邊界對流
sfl,3,CONV,0.014,,80
sfl,4,CONV,0.014,,80
/psf,conv,2
time,3 ！設(shè)定瞬態(tài)分析時間
kbc,1 ！設(shè)定為階越的載荷
autots,on ！打開自動時間步長
deltim,0.01,0.001,0.25 ！設(shè)定時間步長
timint,on ！打開時間積分
tintp,,,,1 ！將THETA設(shè)定為1
outres,all,all ！輸入每個子步的結(jié)果
solve
！進入后處理
/post26
/pnum,node,1
/number,0
eplot
nsol,2,204,temp,center ！設(shè)定鑄鋼中心點溫度隨時間的變量
plvar,2 ！繪制溫度～時間曲線
save
finish
展開 瞬態(tài)熱分析實例
定義鑄鋼的熱性能
mpdata,kxx,2,1.44,1.54,1.22,1.22
mpdata,enth,2,0,128.1,163.8,174.2
mpplot,kxx,2
mpplot,enth,2
save
！創(chuàng)建幾何模型
k,1,0,0,0
k,2,22,0,0
k,3,10,12,0
k,4,0,12,0
/pnum,kp,1
/pnum,line,1
/pnum,area,1
/Triad,ltop
kplot
a,1,2,3,4
save
rectng,4,22,4,8
aplot
aovlap,all !面搭接
adele,3
aplot
save
！劃分網(wǎng)格
esize,1
amesh,5
mat,2
aplot
amesh,4
eplot
/pnum,elem
/number,1
save
！進入加載求解
/SOLU
antype,trans
！設(shè)定為瞬態(tài)分析
esel,s,mat,,2
！設(shè)定鑄鋼的初始溫度
nsle,s
/replot
ic,all,temp,2875
esel,inve
！設(shè)定砂模的初始溫度
nsle,s
/replot
ic,all,temp,80
allsel
save
lplot
sfl,1,CONV,0.014,,80
！設(shè)定砂模外邊界對流
sfl,3,CONV,0.014,,80
sfl,4,CONV,0.014,,80
/psf,conv,2
time,3
！設(shè)定瞬態(tài)分析時間
kbc,1
！設(shè)定為階越的載荷
autots,on
！打開自動時間步長
deltim,0.01,0.001,0.25
！設(shè)定時間步長
timint,on
！打開時間積分
tintp,,,,1
！
展開 瞬態(tài)熱應(yīng)力分析例子
1．1．2 分析問題簡介
分析問題為一3層3跨連續(xù)框架，層高3米，柱間距5.5米。所有柱腳固定，右側(cè)右側(cè)向支撐。柱頂受集中荷載，荷載值為外側(cè)柱75.5kN, 內(nèi)側(cè)柱151kN. 所有橫梁受均布荷載25.4kN/m。梁和柱均為標準工型截面，其尺寸如下：
高 寬 翼緣厚度 腹板厚度
梁 0.3038 0.165 0.0102 0.0061
柱 0.2062 0.2039 0.0125 0.0083
假定底層左端一防火間發(fā)生火災(zāi)，該防火間內(nèi)溫度隨時間按標準火模型上升。分析結(jié)構(gòu)的變形。
防火間具有防止火災(zāi)蔓延和隔絕熱量傳遞的作用。因此，僅防火間內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件會有明顯的溫度上升。 ANSYS的梁單元僅能模擬沿截面線性溫度分布。為了能準確模擬截面的非均勻溫度分布和捕捉局部屈曲等現(xiàn)象，構(gòu)成防火間的梁和柱將采用殼或體單元，其余部分采用梁單元。兩者接合處采用約束方程以保證變形協(xié)調(diào)。
在進行傳熱學分析時，假定梁和柱的構(gòu)造形式如下圖所示：柱的腹部有磚墻，因此，僅朝防火間的翼緣受到熱作用。梁上部托混凝土樓板，因此，除上翼緣上表面外的所有表面均受到熱作用（如圖中虛線所示為受熱邊界）。熱量以對流和輻射的形式從熱空氣傳遞到結(jié)構(gòu)表面，又以傳導的形式在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳播。
！首先進行傳熱學分析
/PREP7
/TITLE,Part 1:heat transfer analysis
ET,1,SOLID70 ！定義單元類型
！-----------------------------------------------------------------
！定義參數(shù)
！-----------------------------------------------------------------
W_col=0.2039 ！柱截面寬度
H_col=0.2062 ！
展開 Workbench瞬態(tài)熱分析實例
本實例采用WB的瞬態(tài)熱分析模塊（Transient Thermal）模擬零件高溫水冷過程。Case：零件的初始溫度為100度，放在25度的靜止水中。欲求解零件溫度穩(wěn)定到水溫25度所需的時間。
視頻百度鏈接：http://pan.baidu.com/s/1o8SsaVo 密碼：1vmw
在采用默認的分析設(shè)置Analysis settings情況下，得到的結(jié)果是如下情況。
顯然這不是我們的預(yù)期結(jié)果。溫度只降低到69度。故后面還需設(shè)置較長的降溫時間。如下圖設(shè)置總時間為200秒。結(jié)果如下。
結(jié)果顯示溫度是從89度開始下降的。也與預(yù)期結(jié)果：溫度從100度降低到25度，不符。分析發(fā)現(xiàn)原因是：初始步長較大。最后不斷嘗試設(shè)置合適的步長時間為：第一步0-8秒步長0.2秒，第二步8-25秒步長2秒，第三步25-80秒步長8秒。結(jié)果如下圖所示。
分析結(jié)果表明：100度的該零件放在25度靜止水中大概需要40秒整體最高溫度和最低溫度值才能穩(wěn)定到25度左右。
ps:零件內(nèi)部溫度穩(wěn)定到25度需要的時間更長?？梢匀↑c監(jiān)測溫度變化得到驗證。
展開 