結構全耦合仿真的案例
內部資料，揭秘耦合鑄造缺陷進行結構分析的全過程
理想狀態與耦合鑄造缺陷的差異？
如何耦合鑄造缺陷到機械性能分析中？
如何把“縮孔”這樣一個物理現象，用數學語言描述到軟件中？
如何導入“應力”，“溫度”的結果進行后續結構分析？
如何導入“縮孔”，“氣孔”的結果進行后續結構分析？
孔洞材料如何定義？
理想狀態下，材料屬性是單一的，而缺陷位置的材料如何用公式修正？
后處理中，如何發現裂紋？
這幾期，我們已經完整講述了、鑄態機械性能的概念、相關技術、工業應用和實際案例。
C家精講，初衷是用最短的時間，分享一些鑄造工藝設計與分析的經驗。雖然是點點滴滴，愿能匯流成河，如果鑄友們喜歡，
請點“在看”或分享，也歡迎留言。
Cast-Designer 熱分析與DFM免費報告：
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展開 【技術】CAESES與CONVERGE耦合實現全自動仿真優化
幾何模型的面網格控制
五、邊界轉換
在某些情況下，用戶可在CAESES不改變面網格結構(即三角形的數量和它們之間的連接)的前提下，將幾何模型中的一部分進行轉換。CAESES 4.4.2在trimesh對象中增加一個新的功能，可以轉換所有包含指定顏色的塊。
在不改變面網格結構的情況下，對色塊進行轉換
這種轉換功能非常重要，因為在CONVERGE計算中，活塞會在缸內上下移動。為避免面網格相交，CAESES通常在上止點進行建模，然后平移到下止點，之后再導出模型。
六、幾何建模
除了邊界的ID識別、文件處理和CONVERGE自動優化外，CAESES還有針對CONVERGE用戶開發的的幾何建模功能。在新的tutorials教程中增加了活塞碗和氣道建模教程。此外，我們還開發了一些用于加快建模過程的功能（features），例如創建組件之間的光滑過渡曲面。以下動畫展示了這一效果，其中的倒圓連接部分是自動生成的。
展開 軌道電磁炮技術的多場耦合仿真----電熱 結構 溫度耦合
位移和時間的關系
4.電熱、結構和溫度耦合仿真
根據前面的結果可以獲取電磁炮彈的受力以及移動位移和時間的關系，這些數據都是運動相關的結果，那么根據發熱原理，可以知道溫度的仿真需要考慮電流的焦耳熱、摩擦熱、電弧高溫熱、高溫物體熱傳導。這些結果在仿真分析中，我們采用直接耦合的方法來完成，即電熱結構耦合場分析.為了展示動態效果，本次分析采用瞬態分析，查看運動和溫升的過程.
4.1分析模型
仿真模型采用2D模型，并且由于上下對稱采用一半的模型來分析，簡化分析過程和計算時間，模型如圖所示
2D仿真模型
模型網格劃分-對稱顯示
4.2分析單元及材料
在ANSYS中可以完成電熱結構耦合的分析三維的為226單元，二維的分析采用223單元.
材料設定為銅導體，設置材料相應的密度，彈性模量、電阻率、熱傳導系數、比熱容等與電、熱、結構分析相關的物理屬性。
4.3邊界條件的設定
本次瞬態仿真分析考慮的因素較多，因此從以下幾個方面來考慮仿真設置。
（1）材料按照實際情況給定不同的物體。
（2）炮彈和導軌的接觸需要修改相關接觸單元的關鍵字，更改為考慮摩擦，設置摩擦系數0.3；考慮電流的傳導，更改關鍵字考慮電流傳遞；考慮熱量的傳遞，更改接觸關鍵字設置相應的熱阻或完好接觸來傳遞熱量。
展開 本田——為什么熱管理 CFD 需要全耦合共軛傳熱仿真
如果沒有同時捕獲共軛傳熱效應的耦合 CFD 仿真，則絕對無法對發動機和排氣系統中的熱相互作用進行準確建模。
圖 5a：發動機表面溫度
圖 5b：發動機周圍的水平剖切面
如圖 6 和圖 7 所示，較大的溫差會導致強烈的輻射傳熱。要在此處實現準確的熱預測，需要將共軛傳熱與輻射模型直接耦合。
圖 6：排氣管的溫度
圖 7：排氣系統的靜態溫度和車身底部的流動結構
全耦合一體化的風電機組仿真分析技術研討會
風電行業持續發展要求制造商研制功率越來越大、可靠性和效率越來越高的風電設備，而制造高可靠性的風電機組是一個巨大的挑戰，因為風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結構，這些動態力可能會導致機械故障，如齒輪、軸承以及其它部件的失效和相關的疲勞損傷。
LMS 公司將其40 多年的有限元軟件開發經驗、20 多年的柔性機械系統仿真經驗和10 多年的風電機組設計經驗集成在一起，獨創了Samcef Wind Turbines系統。軟件創新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統、基于動量-葉素理論來表征空氣動力學并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機電系統之間）相互作用的參數化高精度整機模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機電系統之間的耦合作用。依靠全耦合一體化的參數化高精度整機模型，可以幫助風電機組廠商得到更加精確的動態載荷和結構響應，進而優化風電機組結構和控制系統設計，提高風電機組設計可靠性。
為推動風電機組高精度一體化仿真設計解決方案的應用，提升中國風電行業自主研發技術，中國風能協會與比利時LMS 公司將聯合主辦“2014 風電機組仿真與設計整體解決方案技術研討會”，將在2013 年研討會的基礎上，進一步分享LMS 在風電機組仿真分析方面的創新解決方案及工程項目經驗，并就如何提升風電機組可靠性方面進行交流。
展開 Ansys HFSS | 全新突破性網格融合功能實現系統級全耦合仿真
不同設計單元之間的干擾可能導致耦合噪聲引發故障和/或由于電氣過載造成的產品可靠性降低。
雖然傳統的經驗法則在設計印刷電路板上的高速信號非常有效，例如接地層定位、差分對阻抗匹配、布線屏蔽等，但當前設計的復雜性要求開展更全面的電磁分析。除了（主板、子板和夾層）PCB以外，還需要結合無源組件、連接器和（柔性）線纜的詳細電氣模型，然后仿真系統在適當帶寬的信號能量激勵下的電磁響應。
幸運的是，多年來在構建和仿真全波電磁系統模型方面的能力已經取得長足的發展。最近，我有幸與Ansys首席產品經理Matt Commens探討了其中一些與HFSS工具套件有關的進展。
用于電子系統的全波計算電磁仿真工具（例如HFSS），試圖為一般3D環境求解麥克斯韋方程組。該系統放置在包圍電磁分析域的盒中，這個體積和其中的電子設備被劃分成合適的“網格”，由此創建出大量的（四面體）3D網格單元，其中的密集網格與單獨組件的詳細共形幾何結構相關。每個網格單元頂點處的電場與磁場（以及表面上相應的電流）用“基”函數的組合來表示，以求解給定激勵頻率下三維麥克斯韋方程組（微分形式）的近似解。
為網格劃分生成大型矩陣，該矩陣通常是極為稀疏的。
展開 分享一篇海上風力發電機組全耦合一體化仿真的英文論文
為了能夠精確的模擬控制器對浮動式風機的影響，需要進行全耦合一體化的建模。文中應用了集非線性有限元方法，多體動力學，基于葉素動量定理的氣動力學及動態波浪載荷一體化的仿真平臺，對控制的影響進行了研究。
A_HEEGE_EWEA_2012_OFFSHORE_final_v30032012.pdf
COMSOL鋰電池技術仿真與應用(九)鋰電池電-熱-力-相全耦合模型搭建與應用
鋰離子電池電化學-力耦合模型由兩部分組成：研究電池內部化學反應的電化學模型以及描述電池應力分布的固體力學模型。鋰離子電池在電極的嵌入脫出過程稱之為插層反應，可類比于吸濕膨脹。對于吸濕膨脹，當固體進入一個潮濕的環境時，其中一部分固體有可能會吸收水分子。吸收和儲存水分子會導致固體膨脹，并使其面臨更大的應力和應變，這種效應被稱為吸濕膨脹。吸濕膨脹會產生非彈性應變，該應變與濃度和無應變參考濃度之間的差異成正比。在小變形理論中，吸濕膨脹的貢獻是疊加的，也就是說，非彈性應變是其他非彈性應變和吸濕應變的總和。吸濕膨脹系數是一個二階張量，可以被定義為各向同性、對角線或對稱性。因此，在不同的方向上，膨脹可以是不同的。在鋰電插層反應中，將石墨負極中嵌入鋰離子的濃度實時輸入進固體力學場中的應變接口中，即可計算電池充放電過程中，由于鋰離子濃度改變造成的膨脹和收縮效應，示意圖如下。
熱力耦合
熱-力耦合模型基于電化學產熱反應而建立的耦合模型，在固體傳熱框架上耦合固體力學接口，主要用于模擬電池的內部由于溫度變化引起的應力變化。當固體材料的溫度上升時，其結構體積會因此而增加，這種現象稱為熱膨脹。受熱使得材料的動能增加，從而引發這一過程。固體分子通常是緊密排列的，因此固體具有一定的結構形狀。隨著溫度的上升，分子開始以更快的速度振動，并相互推擠。這一過程使相鄰原子間的距離增大，引起固體發生膨脹，進而使固體結構的體積增大。隨著結構體積的增加，固體單元會承受更高水平的應力。
展開 2014年4月3日全耦合一體化的風電機組仿真分析技術研討會
Date
03 Apr 2014
Event Type
Seminar
LMS Office
LMS China
Country
China
Place
北京
Participation fee
免費
風電行業持續發展要求制造商研制功率越來越大、可靠性和效率越來越高的風電設備，而制造高可靠性的風電機組是一個巨大的挑戰，因為風電機組是承受瞬變空氣動力激勵的大型柔性結構，這些動態力可能會導致機械故障，如齒輪、軸承以及其它部件的失效和相關的疲勞損傷。
LMS公司將其40 多年的有限元軟件開發經驗、20 多年的柔性機械系統仿真經驗和10 多年的風電機組設計經驗集成在一起，獨創了Samcef Wind Turbines系統。軟件創新性地采用基于非線性有限元理論模擬柔性多體動力學系統、基于動量-葉素理論來表征空氣動力學并與控制系統相聯的全耦合、一體化方法，來構建包含部件柔性、非線性及部件之間（包含機電系統之間）相互作用的參數化高精度整機模型，從而充分考慮部件柔性、非線性及部件之間、機電系統之間的耦合作用。依靠全耦合一體化的參數化高精度整機模型，可以幫助風電機組廠商得到更加精確的動態載荷和結構響應，進而優化風電機組結構和控制系統設計，提高風電機組設計可靠性。
為推動風電機組高精度一體化仿真設計解決方案的應用，提升中國風電行業自主研發技術，中國風能協會與比利時LMS 公司將聯合主辦“2014 風電機組仿真與設計整體解決方案技術研討會”，將在2013 年研討會的基礎上，進一步分享LMS 在風電機組仿真分析方面的創新解決方案及工程項目經驗，并就如何提升風電機組可靠性方面進行交流。
展開 乘用車車門結構側面碰撞仿真全流程：PreSys + Ansys 實戰操作
發布日期：2026年3月26日
場景：某主機廠仿真工程師需要完成一款新車型前車門的側面碰撞結構強度仿真，評估車門內板、防撞梁在側碰工況下的應力分布與變形量，為結構優化提供數據支撐。
工具鏈：CAxWorks.PreSys 2026R1（前處理 + 后處理） + Ansys Mechanical（求解器）
操作工程師：李工，CAE仿真工程師，3年工作經驗
本文記錄李工使用PreSys完成從CAD模型導入、幾何清理、網格劃分、材料屬性定義、邊界條件設置、Ansys求解器提交，到結果后處理與報告生成的全過程。所有操作均基于PreSys 2026R1版本的真實功能，參數設置貼近工程實際。
展開 結構磁-力耦合數值仿真 ￥1500
本案例模擬了一軟質錐形腔體結構，在受到設計的磁場力的作用下發生收縮變形的過程，模擬結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
ANSYS雙向耦合磁吸結構仿真案例
磁吸結構的設計挑戰
什么是磁吸結構
-使用永磁體之間的磁力進行關閉、密封或定位的結構
-廣泛應用于消費電子、家電、工業及汽車等領域，其中消費電子領域包括但不限于筆記本電腦、平板電腦、手機、磁吸鍵盤、觸控筆、智能保護套等
-典型的磁吸結構應用為：消費電子產品中的定位器、連接器、傳感設備等
磁吸結構設計挑戰
-磁吸閉鎖時，過大的磁力會損壞外殼、連接器等結構
-用戶體驗是重要的設計目標(用戶可以輕易地將物體磁吸合并分離)
-難以對磁鐵間的作用力進行建模，以及確定物體間的沖擊力
ANSYS Motion如何提供助力
-滿足指定應用場景的磁力設計
-在滿足磁力的要求下，減少尺寸和降低成本
-預測移動軌跡、閉合速度和沖擊力
-預測沖擊后的機械應力
Motion與Maxwell雙向耦合工作流簡介
2022R2新功能：Motion和Maxwell最新仿真流程
-全自由度的Ansys Motion與Maxwell聯合仿真
-自動生成Maxwell模型
? 自動創建模型
? 自動創建求解域
? 自動分配材料（永磁體需用戶定義）
? 自動開啟物體干涉設置
? 自動創建坐標系
? 自動創建力和力矩
? 自動創建后處理（report和field plot）
? 自動創建求解設置
-用戶可以調整Maxwell中的設置
? 材料屬性以及磁化方向
? 網格設置以及求解設置
-在每個Motion求解時間步中，Maxwell中的物體會根據Motion傳遞的數據進行移動和旋轉。
展開 直播預告-增材制造結構設計-切片-工藝優化仿真全流程解決方案
針對以上問題，?？怂箍倒I軟件重磅推出增材制造工藝全流程解決方案，從前端高自由度、輕量化的結構設計、多類型支撐創建、打印件定向，到中端工藝分析與優化（鋪粉工藝分析、送絲送粉工藝分析、缺陷分析、粘結劑噴射成型分析、機加分析），至后端的數據準備（切片、填充等），都有?？怂箍祵I、高效、可靠的軟件方案為客戶解決實際問題。
本期海克斯康直播講堂請到了技術專家徐蕾為我們帶來增材制造結構設計-切片-工藝優化仿真全流程解決方案，從功能介紹到軟件操作到實際案例，逐一為我們講解?？怂箍到鉀Q方案如何為客戶解決實際問題，歡迎預約報名！
3月14日 14:00
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立即預定
直播內容聚焦
?? 增材制造創成式設計方案（MSC Apex Generative Design）及案例介紹
?? 增材制造數據準備專業軟件（AM Studio）功能及案例操作演示
?? Simufact Additive增材制造工藝仿真方案介紹
- 鋪粉增材制造工藝仿真模塊介紹
- 缺陷分析模塊功能介紹
- 金屬粘結劑噴射成型仿真模塊介紹
- 機加分析模塊功能介紹
?? 金屬能量沉積(送絲/送粉)增材制造工藝仿真方案（Simufact Welding DED）介紹
?? 典型案例分享：軸承座鏈式分析介紹
徐蕾
海克斯康工業軟件技術專家
具有多年增材制造仿真經驗，廣泛了解國內外客戶在增材制造領域中的仿真需求以及發展現狀，支持過國內航空、汽車、醫療、能源、機械、電子等各領域的增材制造仿真問題，針對客戶的需求能夠提供有效、合理的增材制造仿真解決方案，為客戶解決實際問題。
展開 基于PERA SIM的泵蓋熱結構耦合仿真分析
摘要：本文基于PERA SIM Mechanical通用結構仿真軟件建立了泵蓋熱結構耦合仿真的過程，從導入幾何模型開始，到劃分四面體網格、賦予模型不同的材料參數、施加邊界條件和載荷過程，以及分析求解設置，最終得到泵蓋熱變形與熱應力的分析結果，對泵蓋的結構強度設計提供指導建議。
關鍵詞：泵蓋；熱結構耦合；熱變形；熱應力
點擊下方視頻，查看精彩案例演示
1.引言
通過熱結構耦合仿真分析，可以深入理解泵蓋在高溫環境下由于熱膨脹和收縮而產生的熱應力。這些熱應力可能導致泵蓋結構變形、疲勞甚至失效。同時預測泵蓋結構熱變形，對于確保泵蓋與其他部件的配合精度和密封性能至關重要。此外，根據仿真分析的結果，可以對泵蓋的結構設計進行優化，例如增加筋板、改變壁厚或材料配置等，以提高其抗熱應力和抗變形能力。
本文基于PERA SIM Mechanical仿真分析軟件建立了泵蓋熱結構耦合仿真的過程，從導入幾何模型開始，到劃分四面體網格、賦予泵蓋材料參數、施加溫度和靜力載荷與邊界條件，以及設置熱結構耦合仿真分析參數，最終得到泵蓋熱變形與熱應力分析結果。分析得到的熱變形結果和熱應力結果，對泵蓋的結構優化設計、壽命評估、密封性能都具有一定的指導意義。
2.問題描述
本文研究對象為泵蓋，主要用于工程機械中需要密閉的箱體結構中，實現傳遞載荷、提供支撐以及保護箱體內部零部件的作用。在使用過程中，利用密封圈和螺栓進行密封和連接裝配。
3.計算結果分析
3.1 模型建立及簡化
泵蓋幾何模型文件格式為x_t，直接導入PERA SIM Mechanical中。
展開 圓柱形頭螺旋尾的三維結構的電磁力耦合仿真 ￥1000
如下圖所示，幾何模型是一個圓柱形頭螺旋尾的三維結構(材料是柔性橡膠)，以及倆塊NdFeB永磁鐵。其中，倆塊磁鐵緊嵌在圓柱形頭部。
該三維結構置于背景磁場B0中，背景磁場大小和磁感應方向均不變。倆個磁體的磁極方向如藍色箭頭所示，由南極指向北極(已在COMSOL中配置)。在背景磁場作用下，倆個磁體受到磁轉矩作用，磁極會趨向于背景磁場方向，并傳遞給彈性結構頭部一個變形(變形趨勢如綠色箭頭所示)。模擬結果如圖所示：
