ansys 熱應(yīng)力 網(wǎng)格的案例
AnsysWB-基于熱循環(huán)載荷的焊球熱應(yīng)力仿真 ￥15
由于反復(fù)接通和斷開電源，微電子元件受
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到熱循環(huán)的作用，因此，焊點(diǎn)處出現(xiàn)裂紋，斷開了芯片與印刷電路板的連接，從而導(dǎo)
</div><div contenteditable="false" width="100%">
致故障。
</div><p>本例基于 “非線性結(jié)構(gòu)材料模塊”中的模型 “黏塑性焊點(diǎn)”。</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/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202512/attachment/cfacfaa56fd948108d043c368bd3c241.png?
展開 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(dòng)熱源通過插件實(shí)現(xiàn)
無網(wǎng)格劃分新技術(shù)midas MeshFree - 熱應(yīng)力分析案例
ANSYS的分析流程
①選擇分析流程
進(jìn)入ANSYS workbench，將穩(wěn)態(tài)熱分析模塊（Steady-State Thermal）拖入工程面板，再將靜力學(xué)分析模塊（Static Structral）拖入工程面板并與熱分析模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
②導(dǎo)入幾何
③設(shè)置材料模型
為保證數(shù)據(jù)對比的可靠性，在選擇材料時(shí)，材料參數(shù)與MeshFree一致。
④網(wǎng)格劃分
模型存在很多圓孔及弧面，對需進(jìn)行手動(dòng)控制。
⑤設(shè)置熱邊界條件及載荷
⑥查看熱分析結(jié)果
ANSYS結(jié)果分析—溫度
⑦添加力載荷和邊界條件
⑧查看熱應(yīng)力結(jié)果
ANSYS結(jié)果分析—熱應(yīng)力
ANSYS結(jié)果分析—熱變形
<北京邁達(dá)斯技術(shù)有限公司>
邁達(dá)斯(MIDAS IT)自1989年開始研發(fā)，2000年正式面世成立以來，一直專注于CAE、CFD工程軟件自主研發(fā)和普及，總部設(shè)在韓國，全球已有11家法人700多名專業(yè)技術(shù)人員，是工程軟件領(lǐng)域中亞洲最大的企業(yè)。2002年成立中國法人（北京邁達(dá)斯），全國已有3,000多家用戶。用技術(shù)創(chuàng)造幸福是邁達(dá)斯公司的信念，我們一直盡最大努力為行業(yè)和社會(huì)做貢獻(xiàn)！
展開 ANSYS workbench泵殼熱應(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)泵殼的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性熱結(jié)構(gòu)耦合分析步的建立
3、學(xué)習(xí)泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)泵殼熱結(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 泵殼熱結(jié)構(gòu)耦合分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應(yīng)力仿真) ￥10
產(chǎn)生的熱量使工件材料熱軟化。工具的移動(dòng)使軟化的工件材料從前部流向工具后部并在此處凝固。隨著冷卻，兩塊板之間形成一個(gè)連續(xù)的固體焊縫。整個(gè)過程中不會(huì)發(fā)生熔化，產(chǎn)生的溫度始終低于所連接金屬的固相線溫度。攪拌摩擦焊相較于傳統(tǒng)焊接技術(shù)具有諸多優(yōu)勢，并已在航空航天、汽車和造船等行業(yè)成功應(yīng)用。
在攪拌摩擦焊過程中，熱行為和機(jī)械行為是相互依存的。由于溫度場會(huì)影響應(yīng)力分布，因此本示例采用了一個(gè)完全熱機(jī)械耦合模型。該模型由具有結(jié)構(gòu)和熱自由度的耦合場實(shí)體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個(gè)圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機(jī)械和熱邊界條件。模擬分三個(gè)載荷步進(jìn)行，分別代表過程中的壓入、停留和移動(dòng)階段。
計(jì)算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產(chǎn)生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規(guī)定了一個(gè)粘結(jié)溫度，以此來模擬工具后面的焊接過程。當(dāng)接觸表面的溫度超過這個(gè)粘結(jié)溫度時(shí)，接觸狀態(tài)就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)檎辰Y(jié)狀態(tài)
展開 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。
AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真 ￥15
表面貼片電阻會(huì)受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會(huì)在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生熱應(yīng)力，
連接電阻與印刷電路板的焊料被視為裝配中最薄弱的環(huán)節(jié)，由于工作溫度高于焊料的
熔點(diǎn)，因此會(huì)產(chǎn)生稱為蠕變的變形。
基于ANSYS WORKBENCH的桿件系統(tǒng)的熱應(yīng)力分析
【理論分析】
該問題來自于《材料力學(xué)》“軸向拉伸壓縮”一章中的“溫度應(yīng)力”一節(jié)（P45）。（劉鴻文，《材料力學(xué)》，高等教育出版社，第四版）
設(shè)兩根桿件的內(nèi)力為基本未知數(shù)，根據(jù)熱膨脹，計(jì)算兩根桿件的伸長量與內(nèi)力的關(guān)系，然后基于變形協(xié)調(diào)關(guān)系，得到內(nèi)力的大小。
最后計(jì)算的結(jié)果是：
上述答案直接拷貝自原教材。
【仿真分析】
1. 這是一個(gè)熱應(yīng)力問題。但是并不需要使用耦合系統(tǒng)。直接使用靜力學(xué)系統(tǒng)可以求解。
2. 對于材料設(shè)置，需要?jiǎng)?chuàng)建兩種材料：鋼和銅，并分別給定其彈性模量，泊松比和線脹系數(shù)。對于AB桿，則設(shè)置剛性很大（例如彈性模量是鋼材的千萬倍）的材料。
3.幾何建模。分別創(chuàng)建三個(gè)線體，分別代表AB,AD和BE。對于AD和BE賦予矩形截面屬性，保證其橫截面積即可。AB就使用AD的橫截面屬性。
4.屬性設(shè)置。分別設(shè)置三桿的材料屬性。
5.劃分網(wǎng)格。給定5毫米的單元長度劃分。
6.連接。所有連接處均使用轉(zhuǎn)動(dòng)副連接。
7.分析設(shè)置。給定參考溫度和實(shí)際溫度。
8.后處理。在后處理中提取梁單元的內(nèi)力。
【仿真過程】
1.打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創(chuàng)建項(xiàng)目流程圖。
這里創(chuàng)建一個(gè)靜力學(xué)分析系統(tǒng)。
3.創(chuàng)建兩種材料，并設(shè)置其屬性。
雙擊engineering data單元格，然后創(chuàng)建兩種新材料，按照題目的數(shù)據(jù)設(shè)置其彈性模量和線脹系數(shù)。
修改默認(rèn)鋼材屬性，得到本題中鋼材的屬性。
加入銅合金，并修改其屬性，得到本題中銅的屬性
創(chuàng)建一個(gè)新材料，其彈性模量是2E18,即彈性模量是鋼材的千萬倍，用于模擬剛體。
4. 創(chuàng)建幾何模型。
雙擊geometry，進(jìn)入到DM中，設(shè)置長度單位是毫米。
以A點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，水平向右為X軸正方向，豎直向上為Y軸正方向，建立坐標(biāo)系。則各點(diǎn)的坐標(biāo)如下。
展開 基于ANSYS Workbench的噴管熱應(yīng)力分析
通過對噴管熱應(yīng)力的分析，首先進(jìn)行流固耦合分析，得到噴管整體結(jié)構(gòu)的溫度場分析，看到噴管的溫度場在轉(zhuǎn)動(dòng)板稍微向上的外殼附近存在著明顯的溫度梯度，熱應(yīng)力的產(chǎn)生來源一種是結(jié)構(gòu)中存在著明顯的溫度梯度，另外就是在結(jié)構(gòu)約束的地方存在熱應(yīng)力。一般而言，溫度梯度越大，約束越強(qiáng)，結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力值則越大，按照線彈性理論分析，則會(huì)出現(xiàn)有些結(jié)構(gòu)部件會(huì)失效的情況，然而這與實(shí)際情況不符合，因此需要對噴管結(jié)構(gòu)的熱應(yīng)力分析進(jìn)行彈塑性本構(gòu)材料的熱應(yīng)力分析，彈塑性材料的熱應(yīng)力分析結(jié)果表明，噴管在溫度梯度大的地方，以及在溫度梯度較大并存在約束的地方的等效熱應(yīng)力值超過了材料的屈服極限，但是小于材料的抗拉強(qiáng)度，說明噴管結(jié)構(gòu)局部進(jìn)入塑性變形區(qū)，結(jié)構(gòu)并沒有發(fā)生破壞。并且分三種模型分別考慮溫度場和考慮溫度場及氣動(dòng)載荷共同作用下的仿真，仿真結(jié)果表明，導(dǎo)流板的下移之后，噴管結(jié)構(gòu)的溫度場有一定的下降，并且考慮彈塑性熱應(yīng)力仿真分析表明，隨著溫度場的下降，結(jié)構(gòu)的彈性等效應(yīng)力下降。在原始模型和下降2mm的模型仿真后噴管在氣動(dòng)載荷和溫度載荷作用下結(jié)構(gòu)的最大位移出現(xiàn)在導(dǎo)流板上，而導(dǎo)流板下降4mm后的仿真表明，結(jié)構(gòu)的最大位移還是受溫度場的影響明顯，出現(xiàn)在噴管外側(cè)板的頂端，導(dǎo)流板處的位移變形也較明顯，最大為8.5mm。由于噴管局部進(jìn)行塑性區(qū)域，就需要考慮多次工作情況下，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命分析。或者對噴管承受熱應(yīng)力較大的區(qū)域，設(shè)置熱防護(hù)層或者其他措施，以降低該區(qū)域的溫度梯度，從而實(shí)現(xiàn)提高噴管運(yùn)行時(shí)可靠性設(shè)計(jì)的要求。
展開 ansys經(jīng)典界面-熱應(yīng)力耦合分析（壓力容器）
“ansys經(jīng)典界面”相對于“ansys workbench”而言，界面操作的缺點(diǎn)和不便確實(shí)是顯而易見的，但是對于初學(xué)者而言，尤其是像剛剛?cè)腴T的研究生而言，確實(shí)是了解有限元分析流程的一把利器。
ANSYS Workbench鍋爐給水管熱應(yīng)力分析 ￥20
現(xiàn)分析連續(xù)給水和20min間斷給水條件下的給水管的穩(wěn)態(tài)溫度場、瞬態(tài)溫度場及相應(yīng)的熱應(yīng)力。
圖1 給水管簡圖
表1 不同溫度下的材料參數(shù)
給水溫度為50℃，鍋內(nèi)飽和水溫度為190.7℃。連續(xù)給水時(shí)水流速度為0.459m/s，20min間斷供水時(shí)水流速度為1.377m/s。假設(shè)間斷供水開始時(shí)給水管內(nèi)水溫度與鍋內(nèi)飽和水溫度相等。
按照《鍋爐計(jì)算手冊》（宋貴良主編），可計(jì)算出連續(xù)給水時(shí)管內(nèi)的傳熱膜系數(shù)為2289.5 W/(m2·℃)，20min間斷供水時(shí)管內(nèi)熱水傳熱膜系數(shù)為8947.1 W/(m2·℃)，20min間斷供水時(shí)管內(nèi)冷水傳熱膜系數(shù)為5513.6 W/(m2·℃)。
給水管浸入飽和水表面（外側(cè)）的傳熱為自然對流。假設(shè)管子外壁溫度與飽和水溫差為20℃（簡化計(jì)算），可計(jì)算出管外傳熱膜系數(shù)為1792.4 W/(m2·℃)。同樣可以計(jì)算出管板內(nèi)側(cè)表面的傳熱膜系數(shù)為1094 W/(m2·℃)。
管板外表面及給水外伸部分的外側(cè)表面為絕熱。
2 穩(wěn)態(tài)熱應(yīng)力分析
采用2D軸對稱模型分析，在Workbench的Engineering Data按表1輸入不同溫度下的材料參數(shù)。由于給水管與管板連接位置溫度梯度和熱應(yīng)力可能較大，因此該區(qū)域局部網(wǎng)格加密。
圖2 模型網(wǎng)格
模型網(wǎng)格總共6652個(gè)節(jié)點(diǎn)，1957個(gè)單元，偏度最大值為0.66，平均偏度為0.05。設(shè)置計(jì)算得到的三個(gè)對流邊界條件，如圖3所示。
圖3 邊界條件
計(jì)算得到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)態(tài)溫度場如圖4所示。從圖5的應(yīng)力強(qiáng)度云圖可知，熱應(yīng)力最大值為285.36MPa，出現(xiàn)在給水管內(nèi)壁。該位置材料溫度為100℃左右，屈服應(yīng)力（材料為20鋼）為220MPa，可見材料已經(jīng)發(fā)生屈服。
展開 
技術(shù)鄰Ansys培訓(xùn)如何快速掌握熱應(yīng)力核心技能？
技術(shù)鄰Ansys定制培訓(xùn)可使工程師30天內(nèi)獨(dú)立完成熱應(yīng)力分析項(xiàng)目，方案落地率達(dá)85%，已累計(jì)為汽車、機(jī)械、新能源等10余個(gè)行業(yè)培養(yǎng)12000+專業(yè)人才，成為企業(yè)突破熱應(yīng)力技術(shù)瓶頸的核心助力。
在工業(yè)研發(fā)中，Ansys熱應(yīng)力分析技術(shù)的價(jià)值已得到廣泛認(rèn)可，但企業(yè)工程師普遍面臨“會(huì)操作軟件不會(huì)解決實(shí)際問題”“懂理論卻不懂工況適配”的痛點(diǎn)——某新能源企業(yè)調(diào)研顯示，未接受專業(yè)培訓(xùn)的工程師，完成一個(gè)電池包熱應(yīng)力分析項(xiàng)目平均需15天，且方案落地率僅30%。針對這一行業(yè)困境，技術(shù)鄰基于8年企業(yè)培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，打造了“需求溝通-模型提交-分析培訓(xùn)-售后保障”一站式Ansys定制培訓(xùn)體系，學(xué)員滿意度達(dá)95%以上，徹底打破“技術(shù)學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐脫節(jié)”的壁壘。
培訓(xùn)特色精準(zhǔn)直擊企業(yè)核心需求，區(qū)別于通用類培訓(xùn)的“泛化教學(xué)”。
其一，一對一定制服務(wù)貫穿全程：培訓(xùn)啟動(dòng)前，專屬專員與企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人進(jìn)行2-3輪深度溝通，明確產(chǎn)品類型（如機(jī)械框架、新能源電池包）、研發(fā)痛點(diǎn)（如熱疲勞失效、熱失控防護(hù)）及培訓(xùn)目標(biāo)（如獨(dú)立完成仿真項(xiàng)目、輸出優(yōu)化方案），結(jié)合企業(yè)實(shí)際工況定制課程內(nèi)容。數(shù)據(jù)顯示，這種定制化方案使知識(shí)吸收率比通用培訓(xùn)高42%，遠(yuǎn)超行業(yè)平均水平。
其二，實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)模式確?！皩W(xué)完即能用”：學(xué)員需提交企業(yè)真實(shí)項(xiàng)目的3D模型、材料參數(shù)及工況數(shù)據(jù)，講師將這些實(shí)際數(shù)據(jù)融入每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，從模型簡化（刪除非關(guān)鍵特征以提升仿真效率）、網(wǎng)格劃分（結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格占比優(yōu)化至80%以上）、邊界條件設(shè)置（結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反推對流換熱系數(shù)）到結(jié)果解讀，全程復(fù)刻企業(yè)真實(shí)工作流程。據(jù)技術(shù)鄰統(tǒng)計(jì)，90%學(xué)員可在培訓(xùn)后1個(gè)月內(nèi)獨(dú)立完成簡單熱應(yīng)力分析項(xiàng)目，60%能直接解決企業(yè)研發(fā)中的實(shí)際熱應(yīng)力問題。
展開 干貨 | ANSYS激光焊接過程熱應(yīng)力仿真應(yīng)用
激光焊接具有功率密度高、熱影響區(qū)和熱變形小、焊縫深寬比大、焊接質(zhì)量高等許多優(yōu)點(diǎn)，此外，激光焊接還具有加工區(qū)域細(xì)小、能量密度高、熱源易控制、熱影響區(qū)窄等特點(diǎn)。因此，激光焊接是鋼/鋁異種金屬的理想焊接方法。
利用Ansys Workbench仿真平臺(tái)可直接對焊接過程進(jìn)行熱固耦合數(shù)值求解，進(jìn)而得到給定工藝參數(shù)條件下的溫度場和應(yīng)力場分布。示意簡單模型如下：
幾何模型
仿真過程中，對于模型三個(gè)部件，采用掃描方法劃分六面體網(wǎng)格，板材厚度方向上，定義三層網(wǎng)格以捕捉彎曲變形效果；材料選用普通結(jié)構(gòu)鋼。
網(wǎng)格模型
1.激光焊過程瞬態(tài)熱分析
為了仿真激光焊接過程產(chǎn)生的熱場分布，必須建立精確地?zé)嵩础τ谶@種移動(dòng)熱源施加問題，可以借助ANSYS軟件的ACT工具“Moving_Heat_Flux”實(shí)現(xiàn)高斯熱源載荷設(shè)置：移動(dòng)熱流率或移動(dòng)熱能量兩種方式。
移動(dòng)熱流率源載荷：
熱動(dòng)熱能量源載荷：
本案例中，采用移動(dòng)熱流率載荷，熱源移動(dòng)速度為5 mm/s，從初始時(shí)刻起，作用總時(shí)間44 s，激光能流量強(qiáng)度為7.5 w/mm2，作用區(qū)域半徑5 mm。結(jié)構(gòu)外表面設(shè)置對流換熱條件，環(huán)境溫度22度。
展開 基于ANSYS的U形波紋管熱應(yīng)力分析
本文基于非線性有限元理論,針對波紋管軸向剛度大,徑向剛度小,能承受較大的軸向位移和一定的內(nèi)、外壓力的特點(diǎn),采用ANSYS有限元軟件首次對整體波紋管進(jìn)行熱-應(yīng)力耦合分析,研究波紋管在交變載荷和溫度場的作用下剛度與位移、應(yīng)力應(yīng)變情況,并預(yù)測波紋管的疲勞壽命
基于ANSYS的U形波紋管熱應(yīng)力分析.pdf
ANSYS兩厚壁筒熱應(yīng)力分析(間接耦合)
ANSYS幫助文檔中可以查到很多專門用于直接耦合分析的耦合單元。
熱結(jié)構(gòu)間接耦合分析主要包括如下幾個(gè)步驟：
第一步：進(jìn)行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
第二步：進(jìn)行結(jié)構(gòu)場分析的前處理并寫結(jié)構(gòu)場物理分析文件
第三步：讀取溫度場物理分析文件進(jìn)行求解和后處理
第四步：讀取結(jié)構(gòu)場物理分析文件并讀取溫度場計(jì)算結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)場求解和后處理
問題描述：
如下圖二維界面圖所示。A1為鋼筒截面，內(nèi)徑0.1875，外徑0.4，高0.05，熱傳導(dǎo)系數(shù)2.2。A2為鋁筒截面，內(nèi)徑0.4，外徑0.6，高0.05。鋼筒內(nèi)壁溫度200，鋁筒外壁70，熱傳導(dǎo)系數(shù)10.8。參考溫度70。兩截面的下邊線Y方向?yàn)?位移約束，其余三邊施加位移耦合。求取兩筒的穩(wěn)態(tài)應(yīng)力分布情況。
熱分析結(jié)果：
筒截面溫度分布云圖
結(jié)構(gòu)分析結(jié)果：
擴(kuò)展后的等效應(yīng)力分布云圖
命令流文件：
FINISH
/FILNAME,Exercise ! 定義分析文件名
! 第一步：進(jìn)行溫度場分析的前處理并寫溫度場物理分析文件
/prep7 ! 進(jìn)入前處理器
et,1,plane77,,,1 ! 選擇PLANE77熱分析單元并設(shè)置為軸對稱分析
mp,kxx,1,2.2 ! 定義鋼筒熱傳導(dǎo)系數(shù)
mp,kxx,2,10.8 ! 定義鋁筒熱傳導(dǎo)系數(shù)
rectng,.1875,.4,0,.05 ! 建立鋼筒幾何模型
rectng,.4,.6,0,.05 !建立鋁筒幾何模型
aglue, all ! 粘接各矩形
numcmp,area !
展開 