ansys散熱水箱分析
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-08
ansys散熱水箱分析的視頻教程
ansys散熱水箱分析的實例教程
1.問題描述及仿真模型
為同時滿足自動掃地和拖地的功能，某品牌掃地機器人配備了電控水箱，通過蠕動泵將水箱內的水帶入到流道中，最終通過流道的出水孔均勻的流出至地面。由于流道是緊密裝配在機構中，受到了一定的約束和力的作用導致其發生了一定的變形，而變形后的流道會影響各出水口的出水效果，各出水口流量分配不均勻導致拖地效果不好。因此，減小流道的變形幅度在流道設計中是一個很重要的問題。本文分別通過Meshfree和ANSYS Mechanical軟件計算同樣約束條件和載荷條件下流道的變形，比較兩款軟件計算結果的精確性與一致性。
仿真模型如圖1所示。
圖1 水箱流道仿真模型
2.Meshfree計算分析
新建一個線性靜力分析，導入建立好的CAD模型。
圖2 建立仿真模型
新建材料ABS，具體材料參數見圖3，并將ABS材料賦予導入的幾何模型。
圖3 定義ABS材料的參數
在流道的進水口和兩個出水口的內壁面施加自由約束，如圖4所示。
圖4 施加約束
在流道的上表面施加向下的均布載荷力5N，如圖5所示。
展開 1.1 軟件簡介
ANSYS有限元軟件是當前比較流行的產品設計分析高級CAE工具之一，經過幾十年的發展，其技術涵蓋各個學科領域，與同類軟件比較，ANSYS在很多方面有這獨一無二的優勢，如統一的數據庫，強大的二次開發功能，良好的界面，豐富的CAD軟件數據接口等。
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺，相比經典界面APDL優點眾多，能解決目前出現的各種仿真問題，該平臺提供了強大的功能和較好的用戶界面，包括集成的項目視圖和無縫集成的參數管理，可以采用拖拽的方式完成多物理場的分析流程，并且在前處理方面優秀于其它有限元軟件。該仿真平臺設置簡單，推動了仿真產品的設計。本文采用的是結構靜力學分析的模塊（static structual)。
1.2 基于Ansys-workbench的水箱靜力學分析
1.2.1 有限元分析流程
從上述流程圖可知分析步驟為：
（1）基于SolidWorks軟件進行水箱三維建模。
（2）基于ANSYS-workbench平臺下的mesh進行水箱系統的網格劃分。
（3）基于ANSYS-workbench平臺下的static structual模塊添加水箱的邊界條件和約束等設置。
（4）求解并分析。
1.2.2 水箱系統有限元建模
水箱系統是洗碗機的重要核心零部件，水箱系統由水箱上片，水箱下片，浮子系統，放水閥，水管道等組成，在洗碗機正常工作過程中，水箱需要自動進水或手動進水，進水約5L左右后，觸發浮子接通信號，會發出進水已滿的報警聲之后進行正常洗滌過程。
展開 燈殼散熱，參數10顆燈珠，每顆燈珠設定50W完全用于發熱。
選用AL材料，對流系數是曲線值。在200℃及以上的熱導率是170W/m^2*K。
環境一：
設定環境溫度40℃，自然對流系數25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內側面的所有外側面。
發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。
劃分網格，求解最高溫度。
初始溫度Initial temperature溫度設為22℃或者40℃結果最高溫度是130℃。
按照氣體強制對流設置參數80W/m^2*℃，結果最高溫度在75℃。
強制對流，發熱功率20W，最高溫度54℃。
自然對流，發熱功率20W，最高溫度76℃。
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結構二：
散熱貼緊面厚度從1.5mm增長到3慢慢厚，得出的計算結果。
最高溫度143℃（溫度增長13℃）。
設置氣體強制對流系數80W/m^2*℃，最高溫度為85℃。
展開 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、學習芯片穩態散熱分析步的建立
3、學習芯片穩態散熱分析的載荷施加
4、學習芯片穩態散熱的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 芯片穩態散熱分析分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
摘 要：
電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩態熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發熱器件的散熱狀態,得出水冷散熱的仿真效果比常態下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。
關鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
隨著電子產品小型化的發展，控制器的尺寸隨著元器件的小型化逐漸減小，但元器件的熱功率密度越來越大，其運行時會產生大量的熱，為此研究主要元器件在狹窄結構空間的散熱，保證其不超過耐熱極限[1,2]。水的比熱容是空氣的4倍，選用水冷板對其進行散熱處理，可以提高散熱效率[3,4]。以5.5 k W控制器為例，對其主要發熱器件電容及IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵極型晶體管）進行熱仿真分析。
1 控制器的前處理
1.1 控制器結構降階處理
對5.5 k W控制器進行3D建模，顯示控制器有1215個部件，控制器模型如圖1所示。若全部仿真會使模擬計算量和時間增加，一般需要進行模型降階處理[5]。
圖1 控制器模型
保留控制器的主要發熱器件為8個電容及3個IGBT，保留殼體及水冷板。將殼體外部的航空插頭、發熱不嚴重的電路板及控制器外殼的螺紋孔全部填補完整。將水冷板的殼體與水道使用布爾減的方法進行分離，防止后期網格劃分時，將殼體和水道劃為整體，導致網格劃分不合適，計算失敗。模型降階情況如圖2所示。
1.2 控制器網格設置
網格劃分的好壞直接關系到計算的結果和計算時間的長短，所以在進行網格劃分的時候，優先選擇曲面狀的物體進行網格劃分，這樣在網格劃分的時候就可以保證曲面的完整性。
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3、學習芯片穩態散熱分析的載荷施加
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燈殼散熱，參數10顆燈珠，每顆燈珠設定50W完全用于發熱。
選用AL材料，對流系數是曲線值。在200℃及以上的熱導率是170W/m^2*K。
環境一：
設定環境溫度40℃，自然對流系數25W/m^2*℃。自然散熱面是去掉內側面的所有外側面。
發熱量在10個小燈珠區域，總計設為500W。熱對流只設置在外表面。對流系數25W/m^2*℃。
劃分網格，求解最高溫度。
摘 要：
電機控制器中的主要散熱器件有電容和IGBT等,其散熱性能直接關系到電機的輸出。以控制器中的8個電容及3個IGBT為主要熱源,采用有限元分析的穩態熱模塊及流體模塊,分別對其進行溫度仿真分析,分析對比在使用水冷散熱前后主要發熱器件的散熱狀態,得出水冷散熱的仿真效果比常態下的溫度降低約27℃,為實際產品的設計生產提供支撐。
關鍵詞：控制器;水冷;熱仿真;
0 引言
【培訓講師】 上海安世匯智流體技術專家
【培訓時間】 2023年9月6日-9月8日
【培訓費用】 4500元/人
【培訓等級】 中 級
【培訓地點】 上海安世匯智公司，上海市浦東新區平家橋路36號晶耀前灘5號樓9樓
【培訓特色】
—— 精品小班課，資深工程師授課
—— 項目經驗豐富，精準匹配行業
—— 理論與上機結合，教學質量有保障
—— 真實案例教學，貼合企業實際需求
1.問題描述及仿真模型
為同時滿足自動掃地和拖地的功能，某品牌掃地機器人配備了電控水箱，通過蠕動泵將水箱內的水帶入到流道中，最終通過流道的出水孔均勻的流出至地面。由于流道是緊密裝配在機構中，受到了一定的約束和力的作用導致其發生了一定的變形，而變形后的流道會影響各出水口的出水效果，各出水口流量分配不均勻導致拖地效果不好。因此，減小流道的變形幅度在流道設計中是一個很重要的問題。本文分別通過Meshfree
基于Icepak的電子散熱分析高級培訓
培訓背景
仿真模擬是當今電子散熱設計必不可少的手段。它利用計算機技術幫助工程師快速發現散熱設計中的問題，分析散熱設計可能的改進方案。隨著設備小型化的發展，客戶體驗度需求的日益提升，企業對成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰：模型越來越復雜，對精度的要求越來越高，需要考慮的物理現象越來越復雜，期望的計算時間越來越短。一些曾經非常流行的電子散熱仿真軟件已經不能滿足這些新的工程需求
1.1 軟件簡介
ANSYS有限元軟件是當前比較流行的產品設計分析高級CAE工具之一，經過幾十年的發展，其技術涵蓋各個學科領域，與同類軟件比較，ANSYS在很多方面有這獨一無二的優勢，如統一的數據庫，強大的二次開發功能，良好的界面，豐富的CAD軟件數據接口等。
ANSYS-workbench是ANSYS公司目前主推的有限元平臺，相比經典界面APDL優點眾多，能解決目前出現的各種仿真問題
課程介紹：
仿真模擬是當今電子散熱設計必不可少的手段。它利用計算機技術幫助工程師快速發現散熱設計中的問題，分析散熱設計可能的改進方案。隨著設備小型化的發展，客戶體驗度需求的日益提升，企業對成本控制不懈追求，電子散熱仿真面臨著前所未有的挑戰：模型越來越復雜，對精度的要求越來越高，需要考慮的物理現象越來越復雜，期望的計算時間越來越短。一些曾經非常流行的電子散熱仿真軟件已經不能滿足這些新的工程需求。
