耦合場分析的案例
耦合場分析
耦合場分析是指在有限元分析的過程中考慮了兩種或者多種工程學科物理場的交叉作用和相互影響耦合例如壓電分析考慮了結構和電場的相互作用它主要解決由于所施加的位移載荷引起的電壓分布問題反之亦然其他的耦合場分析還有熱-應力耦合分析熱-電耦合分析流體-結構耦合分析磁-熱耦合分析和磁-結構耦合分析等等
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ANSYS 12.0多物理耦合場有限元分析從入門到精通
ANSYS12.0多物理耦合場有限元分析從入門到精通》共10章。第1章全面介紹了ANSYS禍合場的基本概念、分析類型及單位制, 使讀者對ANSYS禍合場有初步的了解；第2章介紹了直接禍合場分析：第3章介紹了多場((TM)求解器-MFS單代碼禍合分析；第4章介紹了使用代碼禍合的多場求解器, 包括MFX工作原理、MFX求解過程以及啟動和停止MFX分析：第5章介紹了載荷傳遞禍合場物理分析, 第6章介紹了藕合物理電路分析, 主要包括電磁-電路分析、電子機械-電路分析以及壓電-電路分析：第7章介紹了直接禍合場實例分析；第8章介紹了多場求解-MFS單碼的禍合實例分析；第9章介紹了載荷傳遞禍合場物理實例分析：第10章介紹了禍合物理電路模擬實例分析。
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展開 ansys耦合場分析指南
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ansys耦合場分析指南
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Workbench之21 Coupled Field Transient 耦合場瞬態(tài)分析
Workbench之21 Coupled Field Transient 耦合場瞬態(tài)分析
耦合場瞬態(tài)分析系統(tǒng)，計算瞬態(tài)載荷下隨時間變化的位移、應變、應力和反作用力，本系統(tǒng)支持2D和結構-熱耦合物理場。
本系統(tǒng)在Mechanical中配置，使用Mechanical APDL求解器計算
要使用耦合場瞬態(tài)分析：
1） 添加耦合場瞬態(tài)分析系統(tǒng)，從工具箱拖拽該系統(tǒng)至項目圖，或在工具箱雙擊該系統(tǒng)
一旦選定該系統(tǒng)，顯示下述提示：
該信息告知，通過在Setup單元的屬性頁選擇物理類型，將在隨后的Mechanical程序中自動創(chuàng)建物理域（對象）；Structural（結構）、Thermal（熱）是只讀活動屬性，Acoustics（聲）是只讀非活動屬性見下圖
2） 若無需顯示提示信息框，勾選“Do not show me this again”
3） 點擊OK關閉提示框
4） 載入幾何體，右擊Geometry單元，快捷菜單選擇Import Geometry（導入幾何）
5） 導入模型，雙擊Setup單元，或右鍵快捷菜單選擇Edit（編輯）
6） 在Mechanical窗口，使用工具和特征完成分析
展開 ansys apdl 耦合物理場命令流分析概述
一 前言
耦合場分析，也稱為多物理場分析，分析不同的物理場的相互作用以解決一個全局性的工程問題。例如，當一個場分析的輸入依賴于從另一個分析的結果，那么分析就會被耦合。耦合方式有：
1.單向耦合---前一個分析的結果作為載荷施加給下一個分析，而下一個分析的結果不會影響前一個場的分析結果；
例如，在熱應力問題中，溫度場會在結構場中引入熱應變，但是結構應變通常不會影響溫度分布。因此，無需在兩個現(xiàn)場解決方案之間進行迭代。
2.雙向耦合---兩個物理場的結果會相互影響。
例如，非線性材料的感應加熱中，諧波電磁分析計算出焦耳熱，該熱在瞬態(tài)熱分析中用于隨時間變化的溫度解，而溫度的變化會反過來影響電磁場材料屬性的變化，從而改變電磁分析結果。
二 耦合場分析類型
1.直接耦合場分析
直接方法通常只包含一個分析，它使用一個包含所有必需自由度的耦合單元類型，通過計算包含所需物理量的單元矩陣或單元載荷向量的方式進行耦合。
展開 基于Ansys WB耦合場瞬態(tài)模塊的熱-力耦合分析（案例：剎車盤）
基于Ansys WB耦合場瞬態(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，如已知溫度計算結構體的變形、應力、應變等；而完全耦合是雙向的，如剎車盤制動過程，盤片與摩擦片的摩擦生熱，熱又導致盤片變形，變形的盤片進一步影響盤片和摩擦片的接觸關系，又進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分析模塊，無論是順序耦合和完全耦合，均不需要插入命令流，大大簡化了分析流程。本文采用耦合場瞬態(tài)模塊進行完全熱-力耦合分析。
圖1 WB耦合場模塊
2、三維模型搭建與網(wǎng)格劃分
利用solidworks對剎車盤進行三維模型的搭建，摩擦片距剎車盤預定距離為1mm，如圖2所示，導入Hypermesh中進行幾何清理（將小孔、窄邊等進行優(yōu)化）和網(wǎng)格劃分，如圖3所示，值得注意的是WB對.inp格式（Abaqus）的網(wǎng)格兼容性較好，因此Hypermesh導出網(wǎng)格類型為Abaqus的.inp文件。在這里不再過多的介紹前處理部分，主要針對耦合場的搭建與分析。
圖2剎車盤三維模型
圖3 剎車盤網(wǎng)格劃分
3、耦合場分析搭建
從外部導入.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。
對于熱力耦合分析，比熱容、線膨脹系數(shù)、熱傳導系數(shù)是三個必要的熱力學參數(shù)。
展開 Workbench之19 Coupled Field Modal 耦合場模態(tài)分析
Workbench之19 Coupled Field Modal 耦合場模態(tài)分析
耦合場模態(tài)分析系統(tǒng)，建立結構及其周圍流體模型，確定結構的頻率及駐波型式。系統(tǒng)支持2D及結構-電場耦合。
本系統(tǒng)在Mechanical中配置，使用Mechanical APDL求解器計算
使用耦合場模態(tài)分析系統(tǒng)：
1） 要添加Coupled Field Modal耦合場模態(tài)系統(tǒng)，從工具箱拖拽該系統(tǒng)至項目圖，或在工具箱中雙擊該系統(tǒng)
一旦選定該系統(tǒng)，顯示下述提示：
該信息告知，通過在Setup單元的屬性頁選擇物理類型，將在隨后的Mechanical程序中自動創(chuàng)建物理域（對象）；Structural（結構）和Electric（電）是只讀活動屬性，Acoustics（聲）是只讀非活動屬性，見下圖
2） 若無需顯示該提示，勾選“Do not show me this again”
3） 點擊OK關閉該提示框
4） 要載入幾何體，右擊Geometry單元，快捷菜單選擇Import Geometry
5） 要導入模型，雙擊Setup單元，或右鍵快捷菜單選擇Edit
6） 在Mechanical窗口，使用工具和特征完成分析
展開 【9月21-23日 北京 斯姆勒】流-熱-固多場耦合數(shù)值仿真與工程應用專題培訓
各企事業(yè)單位：
流-熱-固多場耦合現(xiàn)象廣泛存在于工程產(chǎn)品中，覆蓋于各個行業(yè)的應用，但是由于流-熱-固分析牽涉多場單向/雙向耦合計算等特點，使得設計和分析人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統(tǒng)性培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解流-熱-固多場耦合分析的基本原理，求解方法和多場單向/雙向耦合分析的解決方法。為了讓廣大結構設計人員和CAE分析工程師掌握ANSYS Workbench平臺下流-熱-固多場耦合分析這個強大的多場耦合分析的模塊，特開設了“流-熱-固多場耦合數(shù)值仿真與工程應用專題培訓”課程。具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解流-熱-固多場耦合分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握流-熱-固多場耦合分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計算等熱點問題；
（五）、培養(yǎng)獨立工程結構的流-熱-固多場耦合分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優(yōu)惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠；持本人學生證享有8.5折優(yōu)惠。
展開 【9月21-23日 鄭州 斯姆勒】流-熱-固多場耦合數(shù)值仿真與工程應用專題培訓
各企事業(yè)單位：
流-熱-固多場耦合現(xiàn)象廣泛存在于工程產(chǎn)品中，覆蓋于各個行業(yè)的應用，但是由于流-熱-固分析牽涉多場單向/雙向耦合計算等特點，使得設計和分析人員難以處理復雜的熱、結構、流體的耦合計算問題。目前對于這方面的系統(tǒng)性培訓比較缺乏，本培訓基于ANSYS Workbench軟件深入講解流-熱-固多場耦合分析的基本原理，求解方法和多場單向/雙向耦合分析的解決方法。為了讓廣大結構設計人員和CAE分析工程師掌握ANSYS Workbench平臺下流-熱-固多場耦合分析這個強大的多場耦合分析的模塊，特開設了“流-熱-固多場耦合數(shù)值仿真與工程應用專題培訓”課程。具體內容如下：
一、培訓目標：
（一）、理解流-熱-固多場耦合分析的計算原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握流-熱-固多場耦合分析的計算方法和分析技巧；
（四）、掌握解決流體、結構和熱多場耦合耦合、熱疲勞、熱斷裂計算等熱點問題；
（五）、培養(yǎng)獨立工程結構的流-熱-固多場耦合分析能力。
二、增值服務：
1、贈送培訓同屏錄制高清視頻（價值2680元）
2、贈送資料包；
3、一個單位同時報名2人享有9折優(yōu)惠； 一個單位同時報名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠；持本人學生證享有8.5折優(yōu)惠。
展開 Workbench之20 Coupled Field Static 耦合場靜力學分析
Workbench之20 Coupled Field Static 耦合場靜力學分析
耦合場靜力學分析系統(tǒng)，計算沒有顯著慣性和阻尼效應的載荷作用下的位移、應力、應變、反作用力。假定載荷和響應是穩(wěn)態(tài)的，隨時間緩慢變化。系統(tǒng)支持2D和結構-熱耦合。
本系統(tǒng)在Mechanical中配置，使用Mechanical APDL求解器計算
要使用耦合場靜力學分析系統(tǒng)：
1） 添加耦合場靜力學系統(tǒng)，從工具箱拖拽該系統(tǒng)至項目圖，或在工具箱雙擊該系統(tǒng)
一旦選定該系統(tǒng)，顯示下述提示：
該信息告知，通過在Setup單元的屬性頁選擇物理類型，將在隨后的Mechanical程序中自動創(chuàng)建物理域（對象）；Structural（結構）、Thermal（熱）是只讀活動屬性，見下圖
2） 若無需顯示該提示，勾選“Do not show me this again”
3） 點擊OK關閉提示框
4） 載入幾何體，右擊Geometry單元，快捷菜單選擇Import Geometry（導入幾何）
5） 導入模型，雙擊Setup單元，或右鍵快捷菜單選擇編輯
在Mechanical窗口，使用工具和特征完成分析
展開 
報名開啟 | 電機驅動一鍵多場耦合分析最新發(fā)布&體驗會，點擊免費報名
wx_fmt=jpeg&from=appmsg">?</p><p><br></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">現(xiàn)代電機設計的要求高效化、高性能、高可靠性，多物理領域強耦合進行整體電機設計已成為必選手段。然而，多場耦合分析功能的正版軟件價格貴，中小企業(yè)難以其昂貴的成本。</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">依靠傳統(tǒng)單機版軟件的方式完成多場耦合，又存在設計周期太長，難以趕上市場快速響應的需求，而且軟件使用復雜，少有人會用。工程師急需自我技術提升，從而能夠從單一領域成長到可以掌握多場耦合分析。</span></p><p><br></p><p><strong>會議詳情</strong></p><p> <strong style="color: rgb(255, 0, 0);">“一鍵多場耦合分析設計”</strong><span style="color: rgb(33, 33, 34);">能夠幫助廣大中小企業(yè)擺脫版權焦慮、人才短缺困境，三五分鐘就能讓一位普通電機工程師基于全正版軟件，完成</span><strong style="color: rgb(255, 0, 0);">電機電磁、熱、結構、應力、振動噪音以及控制的耦合分析與優(yōu)化設計</strong><span style="color: rgb(33, 33, 34);">，從而大幅提升產(chǎn)品品質、市場響應速度和綜合競爭力。
展開 基于無網(wǎng)格法的模型多物理場耦合分析
問題描述
本算例通過無網(wǎng)格法對某型號導電桿進行溫度-結構場耦合分析，針對以往學者多采用有限元法進行多物理場耦合分析而受到剖分限制的缺陷，本算例采用Simsolid軟件對模型進行多物理場耦合分析，獲得在外力-溫度載荷作用下的模型形變，所用方法可以用來對其他器件穩(wěn)定性驗證提供參考。
2. 模型建立
圖1物理模型
圖2模型力載荷及邊界條件添加
圖3模型溫度荷加
3.計算結果
圖4模型應力分布
圖5模型應變分布
圖5和圖6可以看出最大應力和最大應變都主要發(fā)生在導體與固定裝置的接觸位置，這是由于模型受熱膨脹所致，最大值分別為237.33MPa和0.018mm。
展開 電子電器的電-熱-結構三場耦合分析（原創(chuàng)，如轉載，請注明出處）
分析類型：基于WORKBENCH的電-熱-結構三場耦合分析
分析平臺：WORKBENCH17
技術難點：耦合分析
完成人：技術鄰ANSYS專家
業(yè)務咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
技術背景：電場生熱，導致結構應力和變形
工程意義：電子電器的多場耦合分析
研究對象：電子電器
模擬過程：兩端加220V電壓，研究電路生熱的情況，溫度應力和結構變形。
代做業(yè)務：電子電器的熱分析，電-熱-結構三場耦合分析
最后說下：最近模仿本人風格的現(xiàn)象比較嚴重，甚至于基本完全的“拿來主義”，請關注“正版”，杜絕“山寨”。鄭重聲明：與本人相似風格的帖子和成員介紹，絕非本人馬甲，與本人完全無關。
模型
幾何模型
有限元模型
電壓分布
電流密度
電場強度
溫度
焦耳熱分布
結構變形
結構應力
展開 軌道電磁炮技術的多場耦合仿真----電熱 結構 溫度耦合
電流密度移動過程
局部電流密度
5.3發(fā)熱功率密度
根據(jù)以上的電流密度結果可以獲取相應的導體的發(fā)熱功率，結果如圖所示，根據(jù)結果可以看到，導軌部分電流均勻，發(fā)熱功率也較為均勻.而炮彈的后側導體部分由于橫截面積較小，發(fā)熱功率較大，相應的根據(jù)電流密度在其拐角處電流密度也較大.
5.4溫度結果
根據(jù)以上的邊界條件，考慮電流發(fā)熱、摩擦生熱、高溫熱傳導和位移等結果，獲取相應的溫度結果如下圖所示，根據(jù)局部發(fā)達圖可以看到，最高溫度發(fā)生在炮彈的后方和導軌的接觸位置，由于該位置是電流集中，熱量集中，摩擦生熱集中的位置，而導軌又是可以相對位置變化的，而炮彈是持續(xù)加熱的，故該位置溫度最大
溫度隨時間變化的過程
局部放大圖
5.總結
在ANSYS中可以采用以上方法計算電磁力獲取相應的動力學特性，再根據(jù)直接耦合方法獲取相應的溫度場分布，獲取動態(tài)效果，查看溫度的傳遞運動過程。
該方法可以較好的展示移動熱源或恒定溫度沿著另一物體移動，電流接觸是變化的移動過程，查看這幾種場的耦合分析效果。
作者：大龍貓-范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS)
碩士，從事電氣行業(yè)耦合場仿真，個人微信號 fwz0703 ，
主要應用為ANSYS Workbench界面下的各個模塊的使用，包括靜力學分析，動力學分析，電磁場分析, 溫度場分析，以及電磁-熱-結構-流體 耦合場分析等；主要涉及到的仿真為電氣或汽車等通用零產(chǎn)品的分析計算，包括剛度，熱應力，電磁力，拓撲優(yōu)化等
主要使用軟件：ANSYS Workbench，Emag，Maxwell，F(xiàn)luent，CFX， DM，Ls-dyna等
專注于仿真分析，歡迎大家共同討論學習，如有問題請回復郵件 fwz0703@163.com。
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