ansys表面效應(yīng)單元熱的案例
在ANSYS中用表面效應(yīng)單元加任意方向的荷載
用表面效應(yīng)單元加任意方向的荷載
finish
/PREP7
et,1,45 !定義實體單元solid45
et,2,154 !定義三維表面效應(yīng)單元
KEYOPT,2,2,0 !指定表面效應(yīng)單元的K2=0，所加荷載與單元坐標(biāo)系方向相同
KEYOPT,2,4,1 !指定表面效應(yīng)單元的K4=0，去掉邊中點，成為四結(jié)點表面單元
block,-5,5,-5,5,0,5 !建實體模型
mp,dens,1,2000
mp,ex,1,10e9
mp,prxy,1,0.2
asel,s,loc,z,5.0,5.0 !選中實體上表面
AATT, 1, , 2, 0, !指定實體上表面用154號單元
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
esize,,5
amesh,all !對上表面劃分網(wǎng)格
allsel,all
VATT, 1, , 1, 0 !指定實體用45號單元
MSHAPE,0,3D
MSHKEY,1
vmesh,all
/PSYMB,ESYS,1 !顯示單元坐標(biāo)系
esel,s,type,,2 !選中實體上表面的表面效應(yīng)單元以方便加荷載
sfe,all,1,pres,,50 !在面內(nèi)加Z向荷載，大小為50，荷載方向可通過值的正負(fù)控制
sfe,all,2,pres,,100 !在面內(nèi)加X向荷載，大小為100
sfe,all,3,pres,,150 !在面內(nèi)加Y向荷載，大小為150
/psf,pres,,2,0,1 !以箭頭方式顯示所加荷載
!
展開 表面效應(yīng)單元簡介
怎樣施加如下的壓力荷載：
– 如剪切荷載一樣與表面相切的荷載?
– 如螺栓產(chǎn)生的壓力荷載，在表面上變化的荷載?
– 如屋頂上冰載荷一樣與面成某一角度的載荷?
? 表面效應(yīng)單元為處理這一類問題提供了有效的方法。
特點:
– 象“皮膚”一樣覆蓋在網(wǎng)格表面
– 如，作用表面載荷的管道
– 很容易創(chuàng)建
對2-D和3-D模型都有用:
– SURF151、153 是線單元(熱和結(jié)構(gòu)) ，表示2-D模型的邊。
– F152、154 是面單元(熱和結(jié)構(gòu))，表示3-D 模型的面。
表面效應(yīng)單元.rar
展開 Ansys | 基于熱效應(yīng)的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
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)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網(wǎng)格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發(fā)生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復(fù)發(fā)生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 Ansys | 基于熱效應(yīng)的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
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)。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網(wǎng)格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發(fā)生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發(fā)生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復(fù)發(fā)生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應(yīng)力云圖如圖3所示。
圖 3.
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AnsysWB-表面貼片電阻的熱載荷應(yīng)力仿真 ￥15
表面貼裝制造被廣泛用于組裝片式電阻封裝，能夠?qū)㈦娮釉苯淤N裝在印刷電路板（PCB）的表面。對更小的手持設(shè)備不斷增長的需求促使片式電阻器尺寸更小，這反過來又引發(fā)了對焊點熱疲勞壽命以及故障發(fā)生情況的擔(dān)憂。
表面貼片電阻會受到熱循環(huán)的影響。材料之間的熱膨脹差異會在結(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，因此會產(chǎn)生稱為蠕變的變形。
【Ansys線上直播回看】先進芯片設(shè)計中熱效應(yīng)的可靠性分析
『點擊觀看直播回放』
在先進工藝下，隨著芯片規(guī)模與功耗密度的提高，考慮熱效應(yīng)的可靠性分析成為了Sign-off標(biāo)準(zhǔn)的一環(huán)。Ansys通過先進的熱模型提供芯片，封裝和系統(tǒng)聯(lián)合的熱分析方案，Ansys已經(jīng)與各大主流Foundry合作，在熱分析領(lǐng)域處于行業(yè)領(lǐng)先地位。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學(xué)習(xí)。
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立即提交作品參加Ansys“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽
為紀(jì)念公司成立50周年，Ansys于近期推出全新“仿真的藝術(shù)”圖片作品大賽，讓您有機會充分發(fā)揮自身超強的建模能力，開展巧奪天工的設(shè)計，并展示您精彩的作品。歡迎提交采用Ansys仿真解決方案制作的設(shè)計作品，可選擇的參賽仿真設(shè)計主題有16類，涵蓋主要物理領(lǐng)域和新興技術(shù)。
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展開 ANSYS輸出實體模型表面的節(jié)點信息 和單元拓?fù)潢P(guān)系
ANSYS輸出實體模型表面的節(jié)點信息
和單元拓?fù)潢P(guān)系
遇到一個問題，一個給定的實體模型，劃分了solid185的單元，假如實體模型單元劃分如下。需要提取實體模型外表面節(jié)點位置信息和單元拓?fù)潢P(guān)系（也就是每一個單元是由哪幾個節(jié)點組成的），目的是方便做其他分析，比如流體分析，提取外表面的節(jié)點可以施加溫度載荷。
圖1
對于此問題，在ansys里面很難直接提取所有外表面的節(jié)點和單元信息，因為外表面也是實體單元的一個單元面，不可能剝離出來。
因此，想要提取外表面的單元和節(jié)點，最好是需要外表面存在平面單元。
對于此，可以采用ansys里面的特殊單元mesh200，這個單元用于面網(wǎng)格的劃分，而且劃分后的單元不參與實際計算。
于是：
et,2,200 ！定義mesh200單元類型
asel,s,ext ！選擇所有的外表面
aatt,,,2 ! 設(shè)置劃分單元為mesh200
KEYOPT, 2, 1, 6 ! 4節(jié)點的四邊形單元
amesh,all ! 劃分所以的外表面
此時劃分的面網(wǎng)格和原來的實體網(wǎng)格的節(jié)點是一一對應(yīng)的，這就保證了最后輸出的節(jié)點的坐標(biāo)與原來實體模型的對應(yīng)節(jié)點是一一對應(yīng)的。
此時可以選擇刪除實體模型和實體單元。
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