ansys 瞬態(tài)熱耦合瞬態(tài)結(jié)構(gòu)的案例
ANSYS workbench 小塊熱結(jié)構(gòu)耦合瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析 ￥10
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(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)小塊移動(dòng)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)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(dòng)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)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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基于Ansys WB耦合場(chǎng)瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤(pán)）
基于Ansys WB耦合場(chǎng)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(jì)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(pán)制動(dòng)過(guò)程，盤(pán)片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導(dǎo)致盤(pán)片變形，變形的盤(pán)片進(jìn)一步影響盤(pán)片和摩擦片的接觸關(guān)系，又進(jìn)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(chǎng)分析模塊，無(wú)論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡(jiǎn)化了分析流程。本文采用耦合場(chǎng)瞬態(tài)模塊進(jìn)行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場(chǎng)模塊
2、三維模型搭建與網(wǎng)格劃分
利用solidworks對(duì)剎車盤(pán)進(jìn)行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤(pán)預(yù)定距離為1mm，如圖2所示，導(dǎo)入Hypermesh中進(jìn)行幾何清理（將小孔、窄邊等進(jìn)行優(yōu)化）和網(wǎng)格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對(duì).inp格式（Abaqus）的網(wǎng)格兼容性較好，因此Hypermesh導(dǎo)出網(wǎng)格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過(guò)多的介紹前處理部分，主要針對(duì)耦合場(chǎng)的搭建與分析。
圖2剎車盤(pán)三維模型
圖3 剎車盤(pán)網(wǎng)格劃分
3、耦合場(chǎng)分析搭建
從外部導(dǎo)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(duì)于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數(shù)、熱傳導(dǎo)系數(shù)是三個(gè)必要的熱力學(xué)參數(shù)。
展開(kāi) 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(guò)高的溫度或頻繁的溫度波動(dòng)會(huì)引發(fā)材料老化、信號(hào)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(diǎn)開(kāi)裂、器件失效等故障。因此，評(píng)估 PCB 可靠性必須進(jìn)行瞬態(tài)熱力耦合分析，即先分析動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)，再計(jì)算由此產(chǎn)生的熱應(yīng)力。
目標(biāo)
通過(guò)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)。
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(shí)功耗曲線與環(huán)境邊界條件，進(jìn)行高精度瞬態(tài)熱分析，獲取從啟動(dòng)、負(fù)載變動(dòng)到穩(wěn)態(tài)的全過(guò)程溫度場(chǎng)時(shí)序數(shù)據(jù)。隨后，將該瞬態(tài)溫度場(chǎng)作為體載荷映射至結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)有限元分析求解其引發(fā)的熱應(yīng)力與應(yīng)變場(chǎng)。
仿真步驟
1.打開(kāi) ANSYS Workbench，創(chuàng)建“瞬態(tài)熱力學(xué)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(xué)系統(tǒng)的求解（Solution）單元格上，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)分析系統(tǒng)間四個(gè)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(shí)際應(yīng)用中應(yīng)需根據(jù)真實(shí)材料設(shè)置參數(shù)。
4.導(dǎo)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(shí)刻或每個(gè)時(shí)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(shí)間（Source Time）和分析時(shí)間（Analysis Time）的數(shù)據(jù)。
展開(kāi) 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(jiǎn)單的彎管模型進(jìn)行端面施加熱源，分析了①結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱②結(jié)構(gòu)空氣對(duì)流③受熱力影響下的結(jié)構(gòu)變形，這三個(gè)部分基本上包括了HyperWorks的所有熱力學(xué)分析方法，讀者可以進(jìn)行任意的組合摘取來(lái)分析自己的模型。相信掌握了以上分析方法，用HyperWorks進(jìn)行熱力學(xué)分析將手到擒來(lái)。
ansys18.2焊接過(guò)程分析瞬態(tài)熱分析熱應(yīng)力分析 ￥8.88
ansys18.2焊接過(guò)程分析
移動(dòng)熱源通過(guò)插件實(shí)現(xiàn)
ANSYS workbench 芯片瞬態(tài)熱分析 ￥10
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
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)芯片的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)芯片瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)芯片瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)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結(jié)構(gòu)瞬態(tài)分析
ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)瞬態(tài)分析
1.添加結(jié)構(gòu)分析模塊
圖1
2.建模和分網(wǎng)
略。
3.瞬態(tài)分析設(shè)置
點(diǎn)擊Transient下面的Analysis Settings，下面會(huì)出來(lái)屬性設(shè)置窗口，如圖2。
圖2
載荷步設(shè)置、求解器設(shè)置、重啟設(shè)置、非線性設(shè)置、輸出設(shè)置、阻尼設(shè)置、分析數(shù)據(jù)管理、可視化。
（1）載荷步設(shè)置
圖3
Number Of Steps：載荷步，表示分幾步施加載荷。
Current Step Number：當(dāng)前載荷步。
Step End Time：當(dāng)前載荷步結(jié)束時(shí)間。
Auto Time Stepping：自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)是否打開(kāi)，這個(gè)大多數(shù)情況下打開(kāi)，讓程序自動(dòng)決定迭代時(shí)間。
Define By：定義載荷子步的方式。可以通過(guò)時(shí)間和載荷子步數(shù)來(lái)定義，用時(shí)間定義的意思是每一載荷子步經(jīng)歷的時(shí)間是多少，用載荷子步定義的意思是一個(gè)載荷步有多少個(gè)載荷子步。
Initial Time Step：初始載荷子步的時(shí)間，也就是計(jì)算時(shí)第一個(gè)載荷子步的時(shí)間。
Minimum Time Step：最小的載荷子步時(shí)間
Maximum Time Step：最大的載荷子步時(shí)間
Time integration：時(shí)間積分是否打開(kāi)，如果打開(kāi)，表示考慮時(shí)間對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，也就是考慮動(dòng)力響應(yīng)，如果不打開(kāi)，那么計(jì)算過(guò)程中相當(dāng)于是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。
本次例子定義三個(gè)載荷子步，分別施加壓力載荷，如圖所示。
圖4
每個(gè)載荷步都可以通過(guò)以上選項(xiàng)設(shè)置不同的載荷子步。
（2）求解器設(shè)置和重啟動(dòng)設(shè)置
圖5
Solver Type：求解器類型，有直接法和迭代法兩種，這個(gè)具體的意義以前文章有介紹，這里不說(shuō)。
展開(kāi) ANSYS workbench水瓶降溫瞬態(tài)熱分析 ￥10
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
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)水瓶的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)水瓶降溫瞬態(tài)熱分析步的建立
3、學(xué)習(xí)水瓶降溫瞬態(tài)熱分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)錐形透鏡的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線瞬態(tài)熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)錐形透鏡熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)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。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
ansys非線性瞬態(tài)結(jié)構(gòu)分析重要命令
3
瞬態(tài)分析
3.1 瞬態(tài)分析的三種方法
瞬態(tài)分析有三種方法：full, mode-superposition , and reduced。對(duì)于涉及非線性(plasticity, large deflections, large strain, and so on)的情況一般使用全積分方法。 全積分也是最費(fèi)時(shí)的方法。
3.2 選擇積分時(shí)間步的準(zhǔn)則
瞬時(shí)分析的精度取決于時(shí)間步的大小。太大的時(shí)間步可能引起不可接受的誤差，太小的時(shí)間步浪費(fèi)計(jì)算時(shí)間和資源。
4
非線性瞬態(tài)熱應(yīng)力分析中的重要命令
①輸出控制（結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)庫(kù)），建立存儲(chǔ)規(guī)格。
間接法計(jì)算熱應(yīng)力時(shí)，熱分析的結(jié)果文件要作為結(jié)構(gòu)分析的熱載荷輸入。因此，熱分析的載荷步時(shí)間步、結(jié)果存儲(chǔ)設(shè)置要適應(yīng)結(jié)構(gòu)分析。
OUTRES, Item, Freq, Cname
Item: NSOL,節(jié)點(diǎn)結(jié)果；ESOL,單元結(jié)果；ALL，所有。
Freq: n,每第n個(gè)子步；-n,均分成n段；NONE,一個(gè)也不存；ALL,每一子步；LAST,最后一子步；%array%按數(shù)組提供的時(shí)刻來(lái)存儲(chǔ)。
例1：
NSUBST,6
OUTRES,ERASE 設(shè)置到默認(rèn)值，對(duì)于靜態(tài)和瞬態(tài)分析，默認(rèn)的是輸出每一載荷步的最后子步的所有結(jié)果；諧態(tài)分析是每一子步。
例2：
NSUBST,6
OUTRES,NSOL,2 每2子步保持節(jié)點(diǎn)結(jié)果，其他不保存
例3：
NSUBST,6
OUTRES,ESOL,4 第4子步和第6子步（last），保存單元結(jié)果
②保存
SAVE, Fname, Ext, --, Slab
Slab：ALL，保存所有數(shù)據(jù)（模型數(shù)據(jù)，結(jié)果數(shù)據(jù)，后處理數(shù)據(jù)），默認(rèn)值；MODEL，模型數(shù)據(jù)；SOLU，結(jié)果數(shù)據(jù)。
展開(kāi) 斯姆勒ANSYS裝配體剛?cè)?em>耦合分析技術(shù)講座：02-裝配體剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)分析-瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)
●主要內(nèi)容
裝配體剛體動(dòng)力學(xué)分析
裝配體剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)分析-瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析技術(shù)
裝配體剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)分析-超單元?jiǎng)恿W(xué)分析技術(shù)
裝配體剛?cè)?em>耦合動(dòng)力學(xué)分析-靜力學(xué)工況分析技術(shù)
共四節(jié)，平臺(tái)將免費(fèi)更新2節(jié)
●技術(shù)背景
工程中存在大量運(yùn)動(dòng)機(jī)械；
基于傳統(tǒng)的靜力學(xué)工況計(jì)算沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)效應(yīng)，譬如沖擊，將造成較大的計(jì)算誤差；
運(yùn)動(dòng)機(jī)械存在不同的姿態(tài)，計(jì)算所有的靜力學(xué)工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動(dòng)力學(xué)求解方案，能夠高效準(zhǔn)確的計(jì)算運(yùn)動(dòng)機(jī)械的結(jié)構(gòu)響應(yīng)。
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技術(shù)專題：ANSYS裝配體剛?cè)?em>耦合分析技術(shù)
用戶名：斯姆勒裝配體剛?cè)?em>耦合分析
密碼：02981713589
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ANSYS瞬態(tài)分析全時(shí)程結(jié)構(gòu)響應(yīng)最大值的提取方法（變形、應(yīng)力、應(yīng)變、能量） ￥100
<p>在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/3655" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ANSYS結(jié)構(gòu)</a>動(dòng)力分析時(shí)，時(shí)程分析（瞬態(tài)分析）的后處理經(jīng)常想要提取全時(shí)程結(jié)構(gòu)響應(yīng)的最大值及對(duì)應(yīng)的時(shí)間步。在<a href="https://www.yqgqt.org.cn/major/Ansys" rel="noopener noreferrer" target="_blank">ANSYS</a>中，由于載荷激勵(lì)時(shí)間步較多（例如持時(shí)30s，時(shí)間步長(zhǎng)0.01s），則結(jié)構(gòu)在全時(shí)程地震激勵(lì)下的最大響應(yīng)較難確定。本文設(shè)計(jì)一種方法，步驟如下：</p><p>（1）利用*DO循環(huán)語(yǔ)句，先由*GET命令得到每一時(shí)間步結(jié)構(gòu)的最大響應(yīng)；</p><p>（2）通過(guò)*IF語(yǔ)句對(duì)各時(shí)間步下的最大響應(yīng)值進(jìn)行對(duì)比，從而得到全時(shí)程所有時(shí)間步中最大的響應(yīng)值及其所對(duì)應(yīng)的時(shí)間步。</p><p>算例：對(duì)于塑形較強(qiáng)的實(shí)體結(jié)構(gòu)，分析時(shí)通常采用von Mises stress進(jìn)行安全評(píng)估。</p><p>以某結(jié)構(gòu)為例，對(duì)其全時(shí)程von Mises stress進(jìn)行提取，過(guò)程如視頻所示。
展開(kāi) ANSYS workbench摩擦盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué) ￥10
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(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)摩擦盤(pán)的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)摩擦盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)摩擦盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 摩擦盤(pán)熱結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)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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基于ANSYS WORKBENCH的結(jié)構(gòu)熱耦合分析之摩擦生熱案例（附：源文件和視頻教程）
目前，ANSYS Workbench 中還不能直接完成所有的直接耦合場(chǎng)分析，但Workbench提供了添加命令流的方法，可以幫助用戶完成此類耦合分析項(xiàng)目，對(duì)于熟悉APDL語(yǔ)言的使用者而言，可以融合Workbench平臺(tái)和APDL的優(yōu)勢(shì)完成數(shù)值分析。
本篇文章講解，如何在ANSYS WORBENCH環(huán)境通過(guò)插入命令流的方式來(lái)改變單元類型以完成結(jié)構(gòu)熱耦合分析（以兩個(gè)2D矩形塊摩擦生熱為例來(lái)進(jìn)行講解）
01
問(wèn)題描述
在一個(gè)定塊上，有一個(gè)滑塊。在滑塊頂面上施加一垂直于表面指向定塊的10MPa的分布力系。現(xiàn)在滑塊在定塊表面上滑行3.75mm，欲求解因摩擦而產(chǎn)生的熱量，并計(jì)算滑塊和定塊內(nèi)部的溫度分布和應(yīng)力分布。
定塊的尺寸：寬5mm，高1.25mm，厚1mm
滑塊的尺寸：寬1.25mm，高1.5mm，厚1mm
02
問(wèn)題分析
關(guān)鍵技術(shù)分析：
此問(wèn)題屬于摩擦生熱，不能夠使用載荷傳遞法，而只能使用直接耦合法。這就是說(shuō)，只能用一個(gè)耦合單元來(lái)計(jì)算摩擦生熱問(wèn)題。
解決該問(wèn)題的基本思路如下:
（1）使用瞬態(tài)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析系統(tǒng)
（2）在該系統(tǒng)中更改單元為PLANE223，它是一個(gè)耦合單元，可以完成多種耦合分析，這里使用其結(jié)構(gòu)-熱分析功能。
（3）定義兩個(gè)載荷步，第一步將動(dòng)塊移動(dòng)到指定位置，第二步保持最終位置，以獲得平衡解。
（4）在求解設(shè)置中，關(guān)閉結(jié)構(gòu)分析的慣性部分，而只做靜力學(xué)結(jié)構(gòu)分析，但是對(duì)于熱分析仍舊做瞬態(tài)熱分析。
（5）由于使用了瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，結(jié)果中默認(rèn)是沒(méi)有溫度可以直接從界面中得到的。需要自定義結(jié)果，提取溫度。
展開(kāi) ansys 瞬態(tài)熱耦合瞬態(tài)結(jié)構(gòu)的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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