ansys電熱仿真步驟的案例
干貨 | ANSYS HFSS與Icepak電熱耦合仿真與計算
隨著通信產品小型化、高密化的發展趨勢，越來越多的射頻系統以模塊化的產品形態出現，而高頻性能、熱性能以及結構性能是射頻模塊的重要衡量指標；ANSYS射頻模塊多物理場仿真方案可以協同考慮電磁、熱、結構之間的相互效應和影響，為射頻模塊設計提供一體化仿真方案。本文主要介紹ANSYS HFSS與Icepak軟件進行電磁—熱流的耦合仿真。
在HFSS中計算的金屬層模型表面損耗和介質層模型的體積損耗作為熱源，導入Icepak中進行強迫風冷的計算，使用HFSS與Icepak進行電熱單向耦合計算的流程如圖所示：
1.ANSYS HFSS 的設置與計算
首先使用HFSS對模型進行材料、邊界和激勵條件以及求解條件的設置，計算金屬層模型表面損耗和介質層模型的體積損耗，作為Icepak的熱源。體積功率的損耗，包括具有線性材料特性的物體的歐姆損耗、電介質損耗及磁損耗（需要到物體內部進行求解），其表達式為
表面功率損耗是由所有外在的及內在的表面阻抗邊界條件所引起的，其表達式為
外在的表面阻抗邊界條件包括有限導體邊界條件、阻抗邊界條件、層間阻抗邊界條件、集總RLC邊界條件、不對內部求解的導體。
展開 基于Adams與Ansys的噴漿機斷臂仿真分析 附ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型
后臂各鉸點x、y、z方向受力情況
基于Ansys的后臂有限元模型建模及仿真
1.基于HyperMesh有限元模型前處理
為了獲得精度較高的網格，也方便定義后臂材料屬性。本案例中使用HyperMesh對后臂幾何體進行網格劃分。
HyperMesh網格模型
為了方便在對應的鉸點上施加上面得到的Adams仿真分析得到的受力結果，在后臂的鉸座表面處均建立了點網格（MASS21）,并與鉸座表面節點建立起剛性連接。定義點網格質量近似為0，這樣在點網格施加的力可以等效的傳遞到鉸座表面各節點處。
HyperMesh中建立的剛性連接
2.Ansys有限元模型
將HyperMesh建立的網格文件輸出為cdb格式并導入到Ansys中，在油缸鉸座位置設置約束，并在鉸點處分別添加x、y、z方向的作用力。（注意：此時坐標系需要與Adams中是否保持一致）
Ansys 仿真模型
進行上述設置后，進行慣性釋放（Inertia Relif）后進行求解，得到后臂應力仿真分析結果。
后臂應力仿真分析結果
后臂斷裂位置與有限元結果對比
通過對比該公司現場問題斷臂的位置和有限元仿真結果，后臂出現裂縫和斷開位置均位于后臂的T型角處，與仿真應力最大位置一致。
后臂斷裂位置與有限元結果對比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯合仿真步驟--剛柔混合模型建立
展開 hypermesh-ansys聯合仿真-《基本步驟2》 ￥1
在前文《hypermesh-ANSYS聯合仿真-基本步驟1》中詳細說明了hypermesh-ANSYS聯合仿真的基本步驟，文中主要說明的是用hypermesh前處理生成CDB文件后讀入APDL再進行分析，本文簡單介紹如何將CDB文件讀入workbench進行分析，hypermesh生成的CDB文件可以直接讀入APDL進行分析，但是因為兼容性問題往往不能直接讀入workbench。
hypermesh-ansys聯合仿真-《基本步驟1》
2.Ansys
APDL是ANSYS的經典界面，通常所說的ANSYS就是指經典的APDL界面，APDL界面可以完成從建模、計算分析和后處理，APDL的參數功能非常方便，通過參數化的語言可以大大提高重復性的建模、載荷施加及后處理分析工作，大大提高分析效率。但是對于實際工程中的問題往往很難實現參數化建模，因為實際工程中的模型往往比較復雜規模也比較大，尤其對于復雜裝配體結構，單獨通過APDL很難高效完成建模工作。
3.Hypermesh-Ansys聯合仿真
結合hypermesh的高效前處理功能和ANSYS的參數化載荷施加和參數化后處理功能可以大大提高項目分析效率，下圖是hypermesh完成前處理后導出CDB文件讀入APDL后輸入的參數化分析語言，讀入模型后再執行下圖命令自動完成物理場轉換、載荷施加、分析步設置、求解器設置、開始求解等剩下的全部過程，當然也可以另外添加后處理的參數化過程自動輸出關心的計算結果。
4.Hypermesh-Ansys聯合仿真基本過程
一般建議采用ANSYS中的SCDM前處理模塊先對CAD模型進行大部分的幾何處理，比如修復幾何錯誤、抽中面、刪除孔等小特征，通過拉伸和移動調整幾何，經過上述步驟基本可以完成80%-100%的幾何簡化工作，然后再導入hypermesh進行簡單處理再劃分網格、賦予單元、材料、截面、建立模型連接裝配、建立接觸關系等工作。
求解器選擇
啟動hypermesh后彈出User Profiles對話框，選擇ANSYS作為軟件的設置環境，點擊OK后軟件界面的所有環境是適應ANSYS求解器的，包括單元類型及其他設置等。
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