ansys的學習筆記估計對別人一點用也沒有,沒辦法,理論性太強!
: A' @5 {* L8 d3 F' [, `ANSYS有限元學習筆記
( W4 U1 _( t3 X" D- K9 D4 ]/ B+ s《ANSYS有限元分析》—劉平安(電子工業出版社)7 w$ _" G+ B9 X! @# t
(1)ANSYS有限元的主要術語
3 [9 `. M, Y* u6 t) h+ v單元、節點、節點力、節點載荷、邊界條件、位移函數
, R6 E/ g) ?/ J(2)ANSYS有限元的分析過程! h/ }& s1 t4 e, |6 t' e
結構離散化、選擇位移插值函數、分析單元的力學特性、集合所有單元的平衡方程、用平衡方程求解未知節點位移、計算單元應力( |; }" B; \) g* l, [& y* i! f
(3)ANSYS有限元求解過程
" u) X0 h3 @( H結構離散化、計算單元剛度矩陣形成總的剛度矩陣、形成節點載荷向量、引入約束條件、求解方程組、輸出節點位移、計算并輸出單元應力3 C: I7 ^9 P2 r2 }; J
(4)ANSYS軟件的主要功能
; T' ^# j* N. P; S: Y7 Y! ]結構靜力學分析、熱穩態分析、流體分析、電磁場分析、聲學分析
7 b. ^2 _' s' F3 G* `: r# M2 q(5)ANSYS軟件分析的基本操作過程9 b! \; N1 T6 X9 m* |0 a
前處理、加載、求解、后處理+ q( Y! b: J, \6 F# G
(6)ANSYS軟件操作方式6 X: E$ l0 u# B
鼠標菜單式操作、鍵盤命令輸入操作
8 c& D# _& _/ H$ H, l(7)ANSYS的坐標系
) r9 \9 m, w( }! G. h結果坐標系、顯示坐標系、節點坐標系、單元坐標系0 L6 K- W3 z. U2 [( C. v
(8)ANSYS的參量菜單' J/ j$ x8 L' u1 z
標準參量、數組參量、函數定義和載入、參量的存儲和恢復2 \& Y1 K8 J8 M, ^9 x
(9)ANSYS的宏菜單
& F2 z; h; @2 p) c/ L4 b+ A創建宏、執行宏、縮略詞8 R, o( Q( B( m$ x: F1 \2 D
(10)ANSYS的主菜單( f9 ]# k6 C$ n" X
Preferences(優先選項):選擇分析任務所涉及的學科,包含結構、熱、磁、電和流體分析
. F' T: l" P9 p1 R* a" HPreprocessor(預處理器):提供了建模、分網格和載荷加載的函數0 j5 R: D' Z9 |, f3 A* x% N- p
Solution(求解器):包含了分析選項、加載、載荷步設置、求解控制和求解運算
3 Z8 N! w9 o0 Q7 |General Postproc(通用后處理器):檢查結果的正確性、獲取并輸出有用的結果,提供了結果讀取、結果顯示、結果計算和解的定義以及修改功能
: C: z) `: t. ]+ n) U jTimeHist Postproc(時間歷程處理器):用于觀察某點結果隨時間和頻率的變化,包含了圖形顯示、列表、微積分操作、響應頻諧(即為:正弦載荷)等功能( u. q6 G! L8 z
Session Editor(記錄編輯器):記錄了在保存或者恢復操作之后的所有命令。' _; [* D2 f! H2 q" V% z; w1 }
Finish(結束)% `5 |& z# w4 H) K4 I0 i
(11)ANSYS幾何建模
6 ]4 k- H' K( g# e9 c6 j自底向上的建模4 ]/ E/ A( b/ m8 U6 t
自頂向下的建模- r% U& H$ H. W
支持IGES格式文件導入
6 t' |; F2 e1 Z ](12)ANSYS網格劃分
# j3 R/ |. v6 p7 [8 ~; i' L網格單元形狀選擇
; V7 k1 s0 C/ W, \4 g7 U自由網格劃分
, O- Z4 p- i1 J" Y/ `( X- e映射網格劃分
3 Y% p3 W2 |& ^* f" Z( \) d網格單元尺寸控制3 R+ P3 o! X9 z
局部網格劃分控制# ` F* o# E- g7 r; p: n+ I5 d' Y
內部網格劃分控制
5 V- e' Y Q5 k延伸生產網格需要指定單元類型、材料號、實常數、單元坐標系、單元數和單元比率
/ \1 c; B' ]2 B5 T(13)ANSYS載荷定義3 j( Z; T8 ~9 L- O* q, Y
結構分析:位移、力、壓力、溫度(熱應力)和重力
3 a$ F1 w- G: A熱力分析:溫度、熱流速率、對流、內部熱生成和無限表面 s9 z6 i( R. \. D8 {8 h6 O
磁場分析:磁勢、磁通量、磁場段、源流密度和無限表面
: L1 x$ P: x8 e6 P2 D3 e電場分析:電勢(電壓)、電流、電荷、電荷密度和無限表面* m7 I' O; g& ^5 ]+ J- z
流體分析:速度和壓力0 y3 |9 E$ X/ j7 r4 g# ]4 L. }
(14)ANSYS載荷類型9 m: l5 F$ r% J' {7 K2 Z; ]: i$ q
DOF(約束自由度)、力(集中載荷)、表面載荷、體積載荷、慣性載荷和耦合場載荷) h- w% Z; ~- N( Q# {- X7 Q r J
(15)ANSYS設定載荷步選項
$ @( U* e- u' J* L時間選項、子步數和時間步大小、時間步階躍、階躍載荷、遞增載荷、非線性選項、動力學分析選項、輸出控制和創建多載荷步文件+ F1 V0 `* E8 `9 V+ l1 [: t- P8 O7 L e
(16)ANSYS求解器的分類和應用
8 i" m7 h S8 ~. h直接求解法:要求穩定性(非線性分析)或內存受限制時,模型尺寸小于50000自由度。
' f$ x% ~0 J# r# r$ I稀疏矩陣直接求解法:要求穩定性和求解速度(非線性分析);線性分析時迭代收斂很慢時(尤其對病態矩陣,如形狀不好的單元),不適用于PSD光譜分析,模型尺寸在10000-50000自由度。
6 f/ `' O4 e& E雅克比共軛梯度法:在單場問題(如熱、磁、聲、多物理問題)中求解速度很重要時,只適用于靜態分析、全諧波分析或者全瞬態分析,模型尺寸在50000-1000000自由度。& _- t+ Z8 j2 ^8 l' o% E
不完全分解共軛梯度法:在多物理模型應用中求解速度很重要時,處理其他迭代法很難收斂的模型(幾乎是無窮矩陣),只適用于靜態分析、全諧波分析或者全瞬態分析,模型尺寸在50000-1000000自由度。
0 V" Z5 ` T, D9 T8 R2 n預條件共軛梯度法:當求解速度很重要時(大型模型的線性分析)尤其適用于實體單元的大型模型,只適用于結構分析,它對具有對稱、稀疏、有界和無界矩陣的單元有效,適用于靜態和穩態分析和瞬態分析或字空間特征分析(振動力學),主要解決位移、轉動、溫度等,模型尺寸在50000-1000000自由度。
% g9 n* x8 `) X7 Q$ \4 I/ k, F自動迭代法:類似于預條件共軛梯度法,不同的是,它支持8臺處理器并進行計算,使用此方法時,必須輸入精度水平,只適用于線性靜態和線性全瞬態的瞬態結構分析,以及穩態或者瞬態線性和非線性的熱分析,模型尺寸在50000-1000000自由度。
4 ]; M3 x9 ]/ [: w. {. t) r2 n分塊解法:它支持8臺處理器并進行計算,模型尺寸在1000000-10000000自由度。" h+ R' G8 M0 f/ n
(17)ANSYS重新啟動分析的條件
' f7 F5 b$ I5 G; U, K. @: G, d* }分析類型必須是靜態(穩態)、諧波(二維磁場)或者瞬態(只能是全瞬態),其他的分析不能被重啟。. F. `3 O& b% z6 s+ I/ n# U) j2 l
在初始運算中,至少已經完成一次迭代。
- A, U6 Y$ x* X+ W初始運算不能因為刪除作業、系統中斷或系統崩潰被中斷。
1 C7 d+ [. T1 m) q2 K初始運輸和重新啟動必須在相同的ANSYS軟件版本下進行。+ U: o, x- u. _8 V# O- U* s
(18)ANSYS后處理器類型
$ s2 q2 S. {, I; W& B3 i6 Y通用后處理器:可以檢查整個模型在某一個載荷步和子步的結果。1 X4 v* p- m: r; e! J
時間歷程后處理器:可以檢查模型指定點的特定結果相對于時間、頻率或者其他結果項的變化。8 C# ^$ a9 i* A# z1 K3 H$ U' N
(19)ANSYS后處理可用的數據類型
7 ^( e# n" }" N7 B# Z( { U7 h結構分析:基本數據是位移,派生數據是應力、應變和反作用力4 W2 Q& P J1 y- [% I2 B- i) |
熱力分析:基本數據是溫度,派生數據是熱流量、熱梯度
4 {' p5 s% Q! c6 U$ g6 {磁場分析:基本數據是磁勢,派生數據是磁通量、磁流密度. ^4 e! f8 |; l, ]
電場分析:基本數據是標準電勢,派生數據是電場、電流密度. x4 H" S. s8 P: U
流體分析:基本數據是速度和壓力,派生數據是壓力梯度、熱流量
& E6 c e( d$ M: e) j(20)ANSYS結構分析類型
. V' R3 q7 E# _; B1 O靜力分析:求解靜力載荷作用下結構的位移和應力等。
# U; r# f) n* `5 f+ @' x模態分析:求解結構的固有頻率和模態。
; b+ D8 N+ z+ O- l! U' C: v" F$ f. `諧波分析:求解結構在隨時間正弦變化的載荷作用下的響應。
9 q6 w* a) C& Q" f瞬態動力分析:求解結構隨時間任意變化的載荷作用下的響應。
. J1 w# K! H! w, \* g! [: L譜分析:求解結構由于響應譜或者PSD輸入(隨機振動)而引起的應力和應變。4 v/ U* q! g0 u8 t& v
曲屈分析:求解曲屈載荷和確定曲屈模態。
! H7 e) s( r9 y9 f+ o顯式動力分析:求解高度非線性動力學和復雜的接觸問題。/ L+ N% C7 w5 N+ W* ?6 `
其他特殊應用:斷裂力學、復合材料、疲勞分析、p-Method% B2 O" M/ B4 F0 M, x8 z( \$ A+ b
(21)ANSYS靜力求解步驟
5 C& w7 n( |% z2 l建立有限元模型---施加載荷和邊界條件---求解---結果評價和分析$ h/ U- J0 Y- j$ z8 x1 L
(22)ANSYS模態分析的作用$ A7 Y% ~# X3 `1 f, u B
是確定結構的振動特性的一種方法,通過它可以確定自然頻率、振型和振型參與系數(即在特定方向上某個振型在多大程度上參與了振動),可以使結構設計避免共振或者以特定頻率進行振動,可以確定結構的固有頻率和振型。3 @* M% N) N+ o" A2 n
(23)ANSYS模態分析的步驟
5 {7 k8 x" K2 z/ a4 c; j6 h建立有限元模型:定義單元類型、單元實常數、材料性質以及幾何模型,指定彈性模量和密度。) a& ~' G) w) X" `/ L
指定類型:指定模態分析類型和分析參數選項。' d; O# e( `- [% @* {2 X
定義主自由度:只有采用Reduced模態提取法時需要定義主自由度。+ M5 Z5 |8 o) E, f8 S
加載以及求解:可以施加力、壓力、溫度、加速度等。
. l: T: Q2 d& I r(24)ANSYS諧響應分析
* L4 q- _ R/ x: ~) O是用于確定一個結構在已知頻率的正弦載荷作用下結構響應的技術,輸入為已知大小和頻率的諧波載荷(力、壓力或強迫位移),或者同一頻率的多種載荷,可以是相同或者不同的,其輸入為每一個自由度的諧位移,通常和施加的載荷不相同,或者其他多種導出量,例如應力或者應變等。
* |5 W$ V/ W R/ K" f6 b諧響應分析多用于旋轉設備(如壓縮機、發動機、泵、渦輪機械等)的支座、固定裝置和部件,以及受渦流(流體中的漩渦運動)影響的結構,例如渦輪葉片、飛機機翼、橋或塔等。
: j+ b( S& m: W# T分析方法:完全法、減縮法和模態疊加法。: C/ v3 x. h! f0 d) ^
(25)ANSYS諧響應分析的步驟
9 H* o z# x0 _建立有限元模型:指定的載荷必須隨時間按正弦規律變化,并且頻率相同,只有線性的行為才有效,不能計算瞬態效應,必須指定彈性模量和密度。
4 Q3 m, d- K1 m: T- h3 T加載和求解:首先定義分析類型和載荷選項,確認模態輸出格式,加載時,必須指定載荷的幅值、相位角和強制振動頻率。% R2 x6 _0 X0 q2 u) l
觀察模型(后處理):通常通過POST26和POST1觀察結果,一般有限選用POST26找到臨街強制頻率,用POST1在這些臨界強制頻率處處理整個模型。
9 R+ m+ r* S% S, r(26)ANSYS的譜分析+ u' w" \4 o: @0 d. a
是模態分析的擴展,用于計算結構對地震以及其他隨機激勵的響應,包括單點響應譜、多點響應譜、動力設計分析方法和功率譜密度。( W H0 O. B0 A* c4 y% u
這里指的響應可以是位移、速度、加速度或者力。 [: u" i& k- W+ \* b( h: t% r
譜分析只對線性行為有效,必須指定模型的彈性模量和密度。/ Q _" x [( W" D" ^4 }* c2 Q
(27)ANSYS譜分析的步驟7 `& a: w$ T8 ]/ N2 w# T
前處理:建立有限元分析模型,必須是線性模型,指定彈性模量和密度,以及材料屬性等。, `; ]% \. N$ i$ ?1 b3 {
模態分析:譜分析之前需要做自振頻率和固有模態分析,提取模態采用藍索斯方法、自空間法或者縮減方法,其他方法不適用于譜分析。需要提取足夠的模態階數。需要指定材料的阻尼系數,確定約束住打算施加激勵譜的自由度。
) t) ~% `8 V9 V/ s& W2 \譜分析:新建分析---選定分析類型---提取模態階數---指定載荷步選項---開始求解---離開求解器。
6 t3 Q' }5 i& t( a0 O& H) A擴展模態:無論采用何種方式的模態提取方法,都需要選擇擴展模態,只有擴展后的模態才能進行合并模態操作。
% A! G H; [1 f' @合并模態:進入求解器---定制求解類型---選擇一種合并模態方式---開始求解---離開求解器。+ l/ ] V) k$ E: t( K
合并模態的類型:位移(位移、應力、力等)、速度(速度、應力速度、集中力速度等)、加速度(角速度、應力加速度、集中力加速度等)。
4 ^ }, _* B( Z N后處理:譜分析的結果可以通過通用后處理器來觀察分析結果。! l6 B1 b5 o) G- ?( u( C& b
(28)ANSYS的非線性分析
( \9 K% f! f9 t1 b' I& a4 i4 h( g非線性結構的基本特征:變化的結構剛性。# @5 |( I/ y! m+ V
非線性行為的原因:狀態變化、幾個變化和材料非線性。
( L. {, g# @' t7 C# S; p非線性求解方法:采用牛頓-拉普森平衡迭代法克服每一個載荷步的載荷增量累積誤差。0 o9 y+ n4 k+ L4 z
非線性求解的級別:頂層級別是由一定時間范圍內明確定義的載荷步組成。在每一個載荷子步內,為了逐步加載可以控制程序來執行多次求解。在每一個子步內,程序將進行一系列的平衡迭代以獲得收斂的解。' T' E, J5 M* p- Y. a
幾何非線性:小轉動、小撓度和小應變通常假定變形足夠小,以至于不考慮由變形導致的剛度陣變化。但是大的變形分析中,必須要考慮由于單元形狀或者方向導致的剛度陣變化。大應變、大撓度和大轉動,所有梁單元和大多數殼單元以及其他非線性單元都有大撓度或者大轉動效應。4 |2 r0 M$ @! V! a# {7 |2 {/ p( R
應力剛化:結構的外面剛度有時候會受到面內應力的顯著影響,這種面內應力于面外剛度的耦合,就所謂應力剛化,在面內應力很大的薄結構(纜索、隔膜)中明顯。
$ H5 ^- V! Y$ O- v$ ~( n旋轉軟化:旋轉軟化會調整旋轉結構的剛度矩陣來考慮動態質量的影響,這種調整近似于在小撓度分析中考慮大撓度圓周運動引起的幾何尺寸的變化,它通常是于旋轉模型的離心力所產生的預應力一起使用。) M8 I! {2 q* i% k7 r' Z9 p
材料非線性:在求解過程中,與材料有關的因子會導致結構的剛度變化。塑性、多線性和超彈性的的非線性應力-應變關系會導致結構剛度在不同載荷(典型的如不同溫度變化)階段發生變化。塑性、蠕變、粘彈性和粘塑性等非線性則與時間、速度、溫度以及應力有關系。3 Y) ^0 x- v5 ?% {. ^* R6 Q$ F
塑性:是一種不可恢復、與路徑相關的變形現象,施加載荷次序以及在何種塑性階段施加將影響最終的結果,需要將載荷分解成一系列增量步。塑性分析時,可能還會同時出現其他非線性特性。
) {- d9 [# ^! u) \9 m, j% T多線性:是一種與路徑無關的保守響應,其加載和卸載沿相同的應力或者路徑。可以使用相對較大的步長。2 Z' p; _+ g$ V' W4 d: ?/ ]% O& s. \4 f
超彈性:對應變或者變形張量的比例函數進行相應的變項求導,這種材料通常被稱為超彈性。6 v, a7 `7 D/ W7 M
蠕變:跟速度有關的材料非線性,如原子反應器。分為隱性蠕變方式和線性蠕變方式。
, ]: b& x' D# C& v形狀記憶合金:是指鎳鈦合金的過彈性行為,材料行為分為三個階段:奧氏體階段、馬氏體階段和兩者之間的過渡狀態。2 Z' g& o; [" g% E
粘彈性:當去掉載荷,部分變形會跟著消失,比如玻璃。
5 A8 Z' q4 O/ s# a( T. I! G. f粘塑性:跟時間和載荷加載速率有關,如高溫金屬成型過程,滾動鍛壓會產生很大的塑性變形,彈性卻很小。& N. E9 A/ X9 `+ Z* {5 j' K! J8 J
屈曲:用于確定結構屈曲載荷和屈曲模態的技術。
5 W* Z, t: i* u, Y d- ?7 C接觸:剛體和柔體接觸,半柔體和柔體接觸。
2 k4 n- i, K; X. H) S(29)ANSYS非線性分析的基本步驟, G9 F4 l [% z- p6 `( W
前處理(建模和分網):與線性分析類似,通常執行多載荷步增量和平衡迭代。8 y) b1 U- d$ W$ S' G; [ c" Y
設置求解控制器:選擇Large Displacement Static,不是所有的非線性分析都支持大變形,通常要求多子步或者時間步,需要明確指定時間步長。梁和殼模型或者模型不同區域的材料性能差異較大時選擇稀疏矩陣求解器,三維實體模型并且自由度數偏多選擇PCG求解器,自動時間步選擇、迭代收斂精度、求解方程最大迭代步數、預測校正選項、線性搜索選項和后移準則。, {$ t; B( G+ o9 {6 S' f m/ I
設置其他求解選項:應力剛化、牛頓-拉夫森選項、蠕變準則、時間步開放控制、殺死或者激活單元和單元生與死的替換方法、控制輸出。
5 j- D6 z9 j5 s" V3 t1 H' A加載:與結構靜力分析一樣,慣性載荷和幾何載荷的方向是固定,表面載荷在大變形里面會隨著機構的變形而改變方向。
9 b) _' y9 u3 o: R5 o# p8 r; ?求解:與結構靜力分析一樣,多載載荷必須每一個載荷步指定時間設置、載荷步選項。* r+ i% t' ]6 v K: _! z- f0 k7 z
后處理(觀察模型):包括位移、應力、應變和反作用力,可以通過通用后處理器和時間歷程后處理器觀察結果。數據庫必須跟求解時使用的是同一個模型,結果文件必須存在且有效。2 E( ?% e# d. Q1 l
(30)ANSYS瞬態動力學分析+ t: `" ~" W I4 L# z
也叫時間歷程分析,用于確定承受任意隨時間變化載荷的結構的動力學響應方法。確定結構在靜載荷、瞬態載荷和簡諧載荷的隨意組合作用下隨時間變化的位移、應變、應力以及力。
" D8 N" ^" P( G- R% K完全法:采用完整的系統矩陣計算瞬態響應,允許包括塑性、大變形和大應變等非線性特性。. N- X8 ~& z+ m, \
減縮法:采用主自由度和縮減矩陣來壓縮問題的規模計算書瞬態響應。
" i6 Z' i) J9 O& I5 v$ ^模態疊加法:采用模態分析得到的振型乘上因子并求和來計算出結構的響應。2 @) M, \& } b9 Z
(31)ANSYS瞬態動力學分析的基本步驟8 \/ y. M5 M* z4 r; O( h
前處理(建模和分網)可以使用線性和非線性單元。
# Z: f0 s# w1 ~建立初始條件:指定按時間變化的載荷,指定載荷值和時間值,指定初始位移和初始速度,初始條件必須在第一個載荷步上建立。
+ q( @; g8 B% R1 D( n% y# D設定求解控制器:訪問求解控制器、利用基本選項、利用瞬態選項和利用其它選項,不能采用弧長法。3 a; |' n; k: J9 h& \! \2 u5 B3 Y
設定其它求解選項:與靜力學的一樣,需要考慮預應力、阻尼選項、質量矩陣形式的影響。
' F5 j/ H" o. O8 }$ v. ~! Y% H施加載荷:可以施加位移約束、集中力、力矩、壓力、溫度、流體、重力和向心力等載荷,+ u3 |( N! ` _
設定多載荷步:對于每一個載荷步,都可以根據需要重新定義設定載荷求解控制和選項。: Y) I& p) P+ X7 R- f
瞬態求解:可以只求解當前載荷步,也可以求解多載荷步。
' s% r4 w& i+ h+ S) T- M2 f/ P2 D+ C; r; J后處理:POST26用于觀察模型中指定點處呈現為時間函數的分析結果,POST1用于觀察在給定時間內整個模型的分析結果。
# V; D2 C7 H1 O# j8 r% g; I(32)ANSYS結構屈曲分析
/ r+ f; @3 x. q# ~% n1 p2 n非線性屈曲分析:用于非線性靜力分析。, w; l2 I1 b' ]2 W3 Z. [8 g
特征值屈曲分析:用于預測理想彈性結構的理論屈曲強度。
2 m; C5 E, `0 u% K0 l(33)ANSYS結構屈曲分析的基本步驟
4 I( H4 y4 L, h" Z前處理:只允許線性行為和單元,必須定義彈性模量。5 ?$ W' Q/ m! _0 P- [4 J8 S# t
獲得靜力解:必須激活預應力影響,通常只加載一個單元的載荷,特征值相當于對所有施加載荷的放大數倍,可以施加非零約束作為靜載荷來模擬預應力。
8 B3 s$ Y# d) h+ S s8 q獲得特征值屈曲解:屈曲階數是指定提取特征值的階數,默認是1,我們通常只關心第一階屈曲。1 w" C+ q# `) B; e# y
擴展解:必須有屈曲模型文件,必須包括跟特征值求解相同的模型。模態階數是指定擴展模態的階數,相對應力是指定是否需要進行應力計算。( F3 _$ N9 U6 |1 u5 A% n
后處理:屈曲擴展求解的結果被寫入結構結果文件,包括屈曲載荷因子、屈曲模態形狀和相對應力分布,通過通用后處理器觀察分析結果。2 ?& Y4 l4 z0 s- X% e
(34)ANSYS熱分析
- u6 r" o+ ^3 v: @* W9 ^用于計算一個系統或者一個部件的溫度分布以及其他物理參數,如熱量的獲取或者損失、熱梯度、熱流密度(熱通量)等。如內燃機、換熱器、管路系統或者電子元器件等。
; |* q0 d" E5 s% H" C& F! _基于能量守恒的熱平衡方程通過有限元法計算各個節點的溫度分布,并導出其他的熱物理參數。
* h. V9 F; _& }- K熱傳導:是指在幾個完全接觸的物體之間或者同一物體的不同部位之間由于溫度梯度而引起的熱量交換。
$ A1 X8 K, m& |6 t. X3 [熱對流:是指物體的表面和周圍環境之間,由于溫差的存在引起的熱量的交換,分為自然對流和強制對流。
3 \7 c1 e, d9 Y- I* g1 c5 j熱輻射:是指某物體發射熱能量,被其他物體吸收并轉變成熱量的能量交換過程。% }/ f+ |3 S- Q% S# z' }! I* @0 K
包括穩態傳熱和瞬態傳熱。1 g- m% Y/ V% R: L' f) y
熱耦合分析:熱-結構耦合、熱-流體耦合、熱-電耦合、熱-磁耦合以及熱-電耦合和磁-結構耦合。
* `- u. U* G/ M4 M9 r熱分析的邊界條件或者初始條件為:溫度、熱流率、熱流密度、對流、輻射、絕熱和生熱。0 _4 i! {, f7 ]2 {# ?$ t: ^2 ]
(33)ANSYS熱分析的基本步驟% P9 Z+ E2 A3 F: k5 X
穩態熱分析(系統溫度不隨時間變化)如下: H v2 Z( F; s0 C
(1)建立模型:定義單元類型和單元選項,設置材料熱能參數。& t: v1 y5 k- Z& B0 q' _
(2)施加載荷:定義分析類型、設置邊界條件或者初始條件、施加載荷(包括:溫度、熱流率、熱流密度、對流和生熱率。)
; _! Y5 j% W$ B0 O(3)設置載荷步選項:時間選項、載荷步的數量、時間步大小、迭代次數、自動時間步長、收斂誤差、求解結束選項、線性搜索和預測矯正。
) X8 j+ c& Z: S4 Y(4)求解:確定分析選項、選擇求解器、確定絕對零度。5 K- S/ a8 {, F) q0 m# \& W
(5)查看結果:節點溫度、節點以及單元的熱流密度、節點以及單元的熱梯度、單元的熱流率、節點的反作用熱流率。3 q8 _: R% r- p2 Q! q$ B; N& V/ h
瞬態熱分析(系統溫度隨時間明顯變化)如下:
5 _6 e4 |2 P/ D& g) T(1)建立模型:定義單元類型和單元選項,設置材料熱能參數。
) k# T) ^8 `7 G(2)施加載荷:定義分析類型、選擇求解器、確定絕對零度、定義均勻溫度場、設定初始溫度、設定載荷,設定時間步、寫入載荷步文件。
" D! y# Z; ]5 p# T(3)設定載荷步選項:設定載荷步結束時間、時間增量、迭代次數、自動時間步長、時間積分效果。
+ u- b( {% [! ~- w6 D' F7 g(4)求解:保存模型,求解。
9 \. ~- \4 v" {3 y6 O- P! z+ G6 Y/ y% [1 O(5)查看結果:可以讀出某一時間點的結果、某一載荷步的結果。
5 G8 s& I% y2 M* }8 k# Y。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 p3 k' Y, s1 G% A$ N
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