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關(guān)注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-03-07
ansys熱分析焊縫的視頻教程
泵殼的穩(wěn)態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析_基于ANSYSWorkbench的熱結(jié)構(gòu)耦合順序分析
泵殼的穩(wěn)態(tài)熱-結(jié)構(gòu)耦合分析_基于ANSYSWorkbench的熱結(jié)構(gòu)耦合順序分析
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ansys熱分析焊縫的實例教程
引言:ANSYS nCode DesigenLife具有強(qiáng)大的焊縫疲勞分析能力,由于分析過程的復(fù)雜性, ANSYS Workbench工作平臺預(yù)定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關(guān)分析,需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠?qū)Ρ”诮Y(jié)構(gòu)進(jìn)行,同時也能夠基于非薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實體焊縫疲勞模擬,如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析,基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法,對于實體網(wǎng)格建立的焊縫分析具有相當(dāng)?shù)钠者m性,相對于熱點應(yīng)力法,無需對網(wǎng)格進(jìn)行強(qiáng)制控制。
限于篇幅,本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進(jìn)行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進(jìn)行概述;
② 基于ANSYS Mechanical創(chuàng)建有限元求解;
③ 基于nCode Weldline創(chuàng)建實體焊縫信息;
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創(chuàng)建準(zhǔn)則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法,與熱點應(yīng)力法(距離焊趾表面一定距離的兩點或三點,進(jìn)行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應(yīng)力值,如圖2所示)相比較,結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對于網(wǎng)格無需特殊考慮,對網(wǎng)格敏感程度相對較低。
圖二
結(jié)構(gòu)應(yīng)力法滿足平衡條件并可以采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法進(jìn)行計算,結(jié)構(gòu)應(yīng)力是膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力之和。結(jié)構(gòu)應(yīng)力法需要用戶自定義“Stress Classification Lines (SCL)”應(yīng)力等級線去確定膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力。
展開 作者 | 付穌昇 安世中德結(jié)構(gòu)仿真咨詢專家
首發(fā) | 仿真秀(ID:fangzhenxiu2018)
引言:ANSYS nCode DesigenLife具有強(qiáng)大的焊縫疲勞分析能力,由于分析過程的復(fù)雜性, ANSYS Workbench工作平臺預(yù)定義7類nCode DesignLife疲勞分析模塊并不包括對于焊縫疲勞的相關(guān)分析,需要間接完成。
ANSYS nCode DesigenLife焊縫疲勞分析能夠?qū)Ρ”诮Y(jié)構(gòu)進(jìn)行,同時也能夠基于非薄壁結(jié)構(gòu)進(jìn)行實體焊縫疲勞模擬,如圖1所示。
實體焊縫疲勞分析,基于結(jié)構(gòu)應(yīng)力法,對于實體網(wǎng)格建立的焊縫分析具有相當(dāng)?shù)钠者m性,相對于熱點應(yīng)力法,無需對網(wǎng)格進(jìn)行強(qiáng)制控制。
限于篇幅,本文僅對實體焊縫疲勞分析一般流程進(jìn)行概述。
① 基于“DesignLife theory”對實體焊縫疲勞分析方法進(jìn)行概述;
② 基于ANSYS Mechanical創(chuàng)建有限元求解;
③ 基于nCode Weldline創(chuàng)建實體焊縫信息;
④ 基于ANSYS nCode DesignLife進(jìn)行實體焊縫疲勞求解引擎求解。
圖1
一、實體焊縫模型創(chuàng)建準(zhǔn)則
1、ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析方法
ANSYS nCode DesignLife實體焊縫分析理論中對于實體焊縫評估采用結(jié)構(gòu)應(yīng)力法,與熱點應(yīng)力法(距離焊趾表面一定距離的兩點或三點,進(jìn)行線性或二次插值計算來確定焊趾處的熱點應(yīng)力值,如圖2所示)相比較,結(jié)構(gòu)應(yīng)力法對于網(wǎng)格無需特殊考慮,對網(wǎng)格敏感程度相對較低。
展開 內(nèi)容簡介
首先,介紹焊縫疲勞行為特點;進(jìn)而,說明焊縫疲勞分析的名義應(yīng)力法(如:BS7608)和結(jié)構(gòu)應(yīng)力法(如:Volvo (Shell單元)& ASME (Solid單元)基本原理,在Ansys系列軟件中的實現(xiàn)流程及案例;最后,介紹Ansys Mechanical 近年在處理焊縫建模的功能改進(jìn)以及在Mechanical UI下調(diào)用nCode DesignLife開展焊縫疲勞分析的方法、流程及案例。
面向受眾
重型機(jī)械、風(fēng)電、汽車(零部件)、航空航天、造船、橋梁、電子信息、海洋鉆探及高層建筑等行業(yè)需要對焊縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行強(qiáng)度及疲勞分析的仿真工程師,相關(guān)科研人員及高校師生。
展開 1.項目背景
蒸汽發(fā)生器排污熱交換器充分利用余熱、完成熱量轉(zhuǎn)換的試驗裝置,求結(jié)構(gòu)完整性有著至關(guān)重要的意義,而高溫下軸向的熱膨脹是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)失效的主要原因之一,因而計算器熱膨脹量至關(guān)重要。
2.項目目的
利用ANSYS軟件,建立蒸汽發(fā)生器排污換熱器梁單元三維模型,對其在設(shè)計溫度下的熱膨脹量進(jìn)行計算,為后續(xù)驗證換熱器裝置的結(jié)構(gòu)完整性提供依據(jù)。
3.理論計算
熱膨脹量理論計算公式:
?L=α??T?L
其中:α為熱膨脹系數(shù),△T為溫差,L為管道計算長度
在本實例中,溫差△T:管側(cè)為310℃;殼側(cè)為268℃
α:12e-6 mm/mm·℃;
L:管側(cè)為1500mm;殼側(cè)為800mm
計算得軸向熱膨脹量:
?L=310?12e-6?1500+268?12e-6?800=8.153mm
4.計算輸入
熱膨脹分析時,僅需要加溫度載荷,同時將框架底部固定約束即可。
展開 網(wǎng)格單元
本實例中順序焊接分為如下步驟:
第一步0-1秒:右側(cè)焊接穩(wěn)態(tài)分析(殺死左焊縫,施加右焊縫溫度和焊接件參考溫度)
第二步1-100秒:相變分析(刪除溫度載荷,施加對流熱傳導(dǎo))
第三步100-1000秒:右側(cè)焊縫凝固分析
第四步1000-1001秒:激活左側(cè)焊縫單元進(jìn)行穩(wěn)態(tài)分析(施加左焊縫溫度)
第五步1001-1100秒:左焊縫相變分析
第六步1100-2000秒:左側(cè)焊縫凝固分析
第七步:結(jié)果后處理
ANSYS命令流:
FINISH
/FILNAME,Exercise ! 定義隱式熱分析文件名
/PREP7 ! 進(jìn)入前處理器
ET,1,SOLID70 ! 選擇8節(jié)點實體熱分析單元
MP,KXX,1,.5e-3
MP,C,1,.2
MP,DENS,1,.2833
MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000
MPDATA,ENTH,1,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 ! 定義右焊縫材料熱物理性能
MP,KXX,2,.5e-3
MP,C,2,.2
MP,DENS,2,.2833
MP,KXX,3,0.5e-3 ! 定義兩塊鋼板的熱物理性能
MP,C,3,.2
MP,DENS,3,.2833
MPTEMP,1,0,2643,2750,2875,3000
MPDATA,ENTH,3,1,0,128.1,163.8,174.2,184.6 !
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形狀記憶合金(SMA)能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變(偽彈性),并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)(形狀記憶效應(yīng))。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
從智能手機(jī)的熱交互、緊湊外殼內(nèi)的高功率電路板散熱,到極端天氣下的工業(yè)設(shè)備耐候性等復(fù)雜現(xiàn)實場景,通過熱仿真技術(shù),工程師能夠精準(zhǔn)預(yù)測設(shè)計在不同溫度場景下的行為,深刻理解熱能如何影響產(chǎn)品的效率、可靠性與安全性,從而在研發(fā)早期快速調(diào)整設(shè)計方案,實現(xiàn)產(chǎn)品的最佳性能表現(xiàn)。
Ansys應(yīng)用類系列網(wǎng)絡(luò)研討會——熱仿真系列專題已上線,將重點介紹 Ansys 多款求解器矩陣在電子散熱、電熱耦合及復(fù)雜熱管理問題中的實際應(yīng)用
<h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color: rgb(255, 192, 0);">概述</strong></h2><p>在本例中,我們將對茶壺進(jìn)行熱分析,展示鋼材料和瓷材料在穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)分析中的溫度分布情況。</p><h2><strong style="color: rgb(255, 255, 255); background-color
形狀記憶合金(SMA)能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變(偽彈性),并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)(形狀記憶效應(yīng))。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創(chuàng)建靜力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)
太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,并可儲存起來。將多塊太陽能電池板排列成陣列,并隨太陽光線方向改變朝向,有助于最大限度地吸收可用的太陽能。
在仿真案例中,將一個簡單的球體放置在典型的硅材料太陽能電池板上方,指示了穩(wěn)態(tài)下到達(dá)板面的熱流密度以及表面的溫度分布。這里不考慮電池板表面的自由對流,僅研究輻射效應(yīng)。
目標(biāo)
觀察由于一個發(fā)熱物體的輻射作用,太陽能電池板上的熱流密度和溫度分布。
1.三維電磁感應(yīng)加熱(附帶完整計算命令流及注釋說明)2.鋼球的淬火(附帶完整計算命令流及注釋說明)3.二維靜態(tài)磁場分析(附帶完整計算命令流及注釋說明)。
三維電磁感應(yīng)加熱---感應(yīng)加熱的激勵源為365000HZ的交流電,線圈電流密度為2.04e8A/m^2,線圈和管子的幾何模型如下圖所示:
鋼球的淬火---淬火是把鋼加熱到臨界溫度以上,保溫一段時間,然后快速冷卻的一種熱處理工藝方法
本案例適合哪些人學(xué)習(xí):
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么:
1、學(xué)習(xí)3D打印頭三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)熱分析的邊界條件的施加
4、學(xué)習(xí)穩(wěn)態(tài)熱分析的載荷的施加
案例介紹:
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench
演示了對筆記本電腦進(jìn)行穩(wěn)態(tài)熱分析的流程。其中涵蓋了對流、溫度相關(guān)導(dǎo)熱系數(shù)、接觸熱導(dǎo)以及內(nèi)部熱源的使用方法。
仿真分析軟件中ANSYS絕對占據(jù)了統(tǒng)治地位,幾十年的驗證充分說明了他的重要性,至于其他軟件可以作為研究可以了解一下。
Ansys中的溫度場仿真還是很多模塊的,如下圖所示
ANSYS Workbench中的溫度場仿真還是很多模塊的,ANSYS Workbench 中用于溫度場計算的核心模塊包括穩(wěn)態(tài)熱分析(Steady-State Thermal
概述
PCB 組件在工作時產(chǎn)生的熱量會直接影響其電性能與長期可靠性。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(dǎo)致焊點開裂、器件失效等故障。因此,評估 PCB 可靠性必須進(jìn)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(biāo)
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(xué)響應(yīng)與應(yīng)力表現(xiàn)

