ANSYS workbench摩擦生热实例
双轴肩 搅拌摩擦ANSYS WORKBENCH APDL 移动热源
solve
aplot
save
sf,all,hflux,dsh
nsel,s,loc,z,0.003
nsel,r,loc,x,0.0025,0.006
nsel,r,loc,y,180,360
sf,all,hflux,ush
nsel,s,loc,x,0,0.0025
nsel,r,loc,y,180,360
nsel,r,loc,z,0,0.003
*set,dsh,2500000
*set,ush,3970000
*set,pinh,800000000
!初始加载
local,11,1,0,0.01,0,,,,1,1
csys,11
nsel,s,loc,z,0
nsel,r,loc,x,0.0025,0.005
nsel,r,loc,y,180,360
nsel,r,loc,x,0.0025,0.006
nsel,r,loc,y,180,360
sf,all,hflux,0.000000001
nsel,s,loc,x,0,0.0025
nsel,r,loc,y,180,360
nsel,r,loc,z,0,0.003
bf,all,hgen,0.000000001
nsel,r,loc,y,180,360
sf,all,hflux,ush
nsel,s,loc,x,0,0.0025
nsel,r,loc,y,180,360
nsel,r,loc,z,0,0.003
bf,all,hgen,pinh
outres,nsol,all
基于ANSYS的两个相对转动物体的摩擦生热分析
《弹性力学与有限元分析》院系：机械工程学院姓名：程俊智学号：201512202567专业方向：车辆工程2015年1月13日弹性力学与有限元方法作业1、已知应力分量分别为：y xy x x 84322-+=σ，yxy x y3222++=σ，y xy x xy 262221---=τ，===ττσyz xzz，证明当无体力时，该应力分量满足平衡微分方程。
证明：平衡微分方程如下所示：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂000F z y xF z y x F z y x bz z yz xz by zyy xy bx zx yx x στττστττσ===ττσyz xzz，故平衡微分方程简化如下：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+∂∂∂∂∂∂∂∂00y xy x y xy yx x σττσ（1）yx x x46+=∂∂σ，yx yy6+=∂∂σ， yx xxy6--=∂∂τ，yx yyx46--=∂∂τ。
故，，满足（1）式，所以当无体力时，该应力分量满足平衡微分方程。
2、弹性力学的基本方程都有哪些？并简述每种基本方程的含义及形式。
答：a 平衡微分方程含义：用来描述外力和应力之间的关系。
形式：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂000F z y xF z y x F z y xbz z yz xz by zyy xy bx zx yx x στττστττσ其中,,,F F F bzbybx为体力。
b 几何方程含义：用来描述应变和位移之间的关系。
=+∂∂∂∂yxyxxτσ0=+∂∂∂∂yxyxyστ形式：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+====∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂z x w z v y w y x z w y x zxyz xy z y x μγγμνγενεμεc 变形协调方程含义：变形协调方程也称变形连续方程，或相容方程。
workbench 热分析案例
定
义 边 界 条 件
热源： 与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
5
结
果
及
分
析
温度场云图： 通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
6
结
果
及
分
析
热通量矢量图：
物
理
模
型
物理模型简化：
混凝墙壁上附热源，热 源为一侧等壁温，其余 壁面为绝热壁面。热源 附在墙面中间并与墙面 垂直。在ansys的 DesignModeler中进行建 模。
1
பைடு நூலகம்
划
分
网
格
网格剖分：
采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
2
定
通过观察热通量矢量图可 以发现热量的传递方向及 密度分布情况。
7
结
果
及
分
析
一维导热区域分布：
在该模型中一维导热区域 （xz平面）如图所示。在 该稳态导热过程中y方向所 有截面热流密度均相同。
8
义
边
界 条 件
墙壁外表面： 采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡·k。
3
定 义 边 界 条 件
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃， 换热系数为0.36W/㎡·k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
ANSYS workbench摩擦生热实例
总结这个例子的几个要点：
1.几何下面插入command，单元为平面耦合场单元223，KEYOPT设置结构+温度自由度。
et,matid,plane223,11
2.摩擦接触下面同样设置温度自由度，还有导热率
keyopt,cid,1,1 !自由度
RMODIF,cid,14,1e4 !热传导系数
3.基于结构瞬态分析，所以温度载荷就得command完成了，还有求解器的一些设置。
/solu
tref,10
cmsel,s,base
d,all,temp,10
allsel
TRNOPT,full
OUTRES,ERASE
OUTRES,all,all
4.很快就计算完成，原则上应该在后处理查看到耦合场的结果，但是我查看结果总是提示 the result data fo contained in the result file ,我前面还故意加上了OUTRES,all,all，不知为什么，我没有做任何修改在AC 所有结果，wb中commad也没问题，这个问题还请斑竹和各位指导。
我怀疑是不是wb自身的问题，应力结果也不对，但是在经典界面这些问题都没有了。
还有我有个关于接触的疑问，此例中罚函数计算收敛，但是 aug lagrange却怎么试都不行，各位可以试一下本来以为aug lagrange更容易收敛。
附件是源文件，12.1版本，打不开的可以下载几何，自己操练一下。
workbench热分析案例
•6
划分网 格
网格剖分： 采用ansys的mesh块对导入 的几何体进行网格划分，网 格为四面体网格，网格最大 边长为5mm。
•1
定 义 边 界条件
墙壁外表面： 采用convection边界条件， 设定外界空气温度10℃， 换热系数为0.36W/㎡·k。
•2
定义边界条件
墙壁内表面：
裸露于空气的表面采用 convection边界条件，拟 定外界空气温度20℃， 换热系数为0.36W/㎡·k， 与热源接触表面采用耦合 边界条件。
•3
定 义边界条件
热源： 与墙体平行的壁面采用 temperature边界条件，定 义其温度为50℃，其余壁 面均为绝热边界条件。
•4
结 果及分析
温度场云图：
通过显示计算得出的温度 场可以看出该模型的最小 温度值出现在墙体外表面 顶部与底部，在该模型中 温度场关于yz平面对称。
•
结 果及分析
ANSYS-热分析(两个实例)有限元热分析上机指导书
第四讲 热分析上机指导书CAD/CAM 实验室，USTC实验要求：1、通过对冷却栅管的热分析练习，熟悉用ANSYS 进行稳态热分析的基本过程，熟悉用直接耦合法、间接耦合法进行热应力分析的基本过程。
2、通过对铜块和铁块的水冷分析，熟悉用ANSYS 进行瞬态热分析的基本过程。
内容1：冷却栅管问题问题描述：本实例确定一个冷却栅管（图a ）的温度场分布及位移和应力分布。
一个轴对称的冷却栅结构管内为热流体，管外流体为空气。
冷却栅材料为不锈钢，特性如下：导热系数：25.96 W/m ℃弹性模量：1.93×109 MPa热膨胀系数：1.62×10-5 /℃泊松比：0.3边界条件：（1）管内：压力：6.89 MPa流体温度：250 ℃对流系数249.23 W/m 2℃（2）管外：空气温度39℃对流系数：62.3 W/m 2℃假定冷却栅管无限长，根据冷却栅结构的对称性特点可以构造出的有限元模型如图b 。
其上下边界承受边界约束，管内部承受均布压力。
练习1－1：冷却栅管的稳态热分析步骤：1. 定义工作文件名及工作标题1) 定义工作文件名：GUI: Utility Menu> File> Change Jobname ，在弹出的【ChangeJobname 】对话框中输入文件名Pipe_Thermal ，单击OK 按钮。
2) 定义工作标题：GUI: Utility Menu> File> Change Title ，在弹出的【Change Title 】对话框中2D Axisymmetrical Pipe Thermal Analysis ，单击OK 按钮。
3) 关闭坐标符号的显示：GUI: Utility Menu> PlotCtrls> Window Control> WindowOptions ，在弹出的【Window Options 】对话框的Location of triad 下拉列表框中选择No Shown 选项，单击OK 按钮。
基于ANSYS的两个相对转动物体的摩擦生热分析
《弹性力学与有限元分析》院系：机械工程学院姓名：程俊智学号：201512202567专业方向：车辆工程2015年1月13日弹性力学与有限元方法作业1、已知应力分量分别为：y xy x x 84322-+=σ，yxy x y3222++=σ，y xy x xy 262221---=τ，===ττσyz xzz，证明当无体力时，该应力分量满足平衡微分方程。
证明：平衡微分方程如下所示：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂000F z y xF z y x F z y x bz z yz xz by zyy xy bx zx yx x στττστττσ===ττσyz xzz，故平衡微分方程简化如下：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=+=+∂∂∂∂∂∂∂∂00y xy x y xy yx x σττσ（1）yx x x46+=∂∂σ，yx yy6+=∂∂σ， yx xxy6--=∂∂τ，yx yyx46--=∂∂τ。
故，，满足（1）式，所以当无体力时，该应力分量满足平衡微分方程。
2、弹性力学的基本方程都有哪些？并简述每种基本方程的含义及形式。
答：a 平衡微分方程含义：用来描述外力和应力之间的关系。
形式：⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧=+++=+++=+++∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂000F z y xF z y x F z y xbz z yz xz by zyy xy bx zx yx x στττστττσ其中,,,F F F bzbybx为体力。
b 几何方程含义：用来描述应变和位移之间的关系。
=+∂∂∂∂yxyxxτσ0=+∂∂∂∂yxyxyστ形式：⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧+=+=+====∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂z x w z v y w y x z w y x zxyz xy z y x μγγμνγενεμεc 变形协调方程含义：变形协调方程也称变形连续方程，或相容方程。
Workbench热分析实例之一.
Inventory #00557 WS9-4
飞轮铸造分析-控制
• 激活时间积分。使用向后欧拉时间积分。 • 激活线性搜索收敛增强工具。 • 热导率表现了沙与铝的接触。 • 将进行两个分析
–Case 1: 观察1分钟内的凝固。 –Case 2: 运行第二个工况，持续30秒。
• 激活自动时间步
–初始和最小时间步长为0.001 sec –Case 1: 最大时间步长2.0 sec –Case 2: 最大时间步长5.0 sec
•铝 注意，密度和比热将被删除，因为可以替代的计算热焓。
温度相关的热导率
Temperature (°C) 100 200 300 400 530 800
KXX (W/m-°C) 206 215 228 249 268 290
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer 11.0
Workshop 9 – 飞轮铸造(相变分析)
July 14, 2008 © 2008 ANSYS, Inc. All rights reserved.
Workbench-Simulation Heat Transfer ANSYS, Inc. Proprietary
Inventory #002557 WS9-1
案例 – 飞轮铸造分析
• 为了讲述在课程中论述的相变技术，将进行 一个飞轮铸造分析:
• 问题描述:
– 对一个铝制飞轮铸造进行相变分析。飞 轮是将溶解的铝注入沙模中制造的。
• 分析目标:
– 研究飞轮凝固过程。
Workshop Supplement
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总结这个例子的几个要点：
1.几何下面插入command，单元为平面耦合场单元223，KEYOPT设置结构+温度自由度。
et,matid,plane223,11
2.摩擦接触下面同样设置温度自由度，还有导热率
keyopt,cid,1,1 !自由度
RMODIF,cid,14,1e4 !热传导系数
3.基于结构瞬态分析，所以温度载荷就得command完成了，还有求解器的一些设置。
/solu
tref,10
cmsel,s,base
d,all,temp,10
allsel
TRNOPT,full
OUTRES,ERASE
OUTRES,all,all
4.很快就计算完成，原则上应该在后处理查看到耦合场的结果，但是我查看结果总是提示 the result data fo contained in the result file ,我前面还故意加上了OUTRES,all,all，不知为什么，我没有做任何修改在AC 所有结果，wb中commad也没问题，这个问题还请斑竹和各位指导。
我怀疑是不是wb自身的问题，应力结果也不对，但是在经典界面这些问题都没有了。
还有我有个关于接触的疑问，此例中罚函数计算收敛，但是 aug lagrange却怎么试都不行，各位可以试一下本来以为aug lagrange更容易收敛。
附件是源文件，12.1版本，打不开的可以下载几何，自己操练一下。