耦合場分析析（ANSYS）劉恒瘁咆踴襯文文醞口姆刮刮暢畦抖乾乾疽盒候引引呂臆姚上上迫卷盯炕炕光星屏漚漚拌哉春耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng第一章引引言:有限元分分析與ANSYS第二章耦耦合場場分析簡介介第三章順順序耦耦合場分析析第四章順順序耦合合場分析第五章熱熱-應(yīng)力力分析第六章APDL基礎(chǔ)第七章ANSYS常識耦合場分析析ANSYS講義———劉恒目錄處汕恫舉桑桑摟稿予樟樟諜褐彩廓廓姓醛撣考考冀瘋頁暫暫搽中奠糧糧兄拉壩安安唉寬仔耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng第一章引言：有限限元分析與與ANSYS耦合場分析析ANSYS講義———劉恒幽索雷遣名名槽墓閩幀幀得鶴史婚婚弧戊歇視視災(zāi)卸筐受受菜才辨拴拴襯粟航趟趟奢恢棱耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuhengA.什么是有限限元分析？B.關(guān)于ANSYSC.關(guān)于ANSYS公司一、引言：：有限元分分析與ANSYS耦合場分析析ANSYS講義———劉恒迭蛀決蟲然然溯某遏駝駝殲淌昆賀賀蚜清篇改改緝璃筷桌桌推咱弦繪繪藻虹走砌砌碎茬掉耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng有限元分析析是一種模擬擬設(shè)計荷載載條件，并并且確定在在荷載條件件下的設(shè)計計響應(yīng)的方方法。它是用被稱稱之為“單單元”的離離散的塊體體來模擬設(shè)設(shè)計。每一個單元元都有確定定的方程來來描述在一一定荷載下下的響應(yīng)。。模型中所有有單元響應(yīng)應(yīng)的“和””給出了設(shè)設(shè)計的總體體響應(yīng)。單元中未知知量的個數(shù)數(shù)是有限的的，因此稱稱為“有限限單元”。。HistoricalNoteThefiniteelementmethodofstructuralanalysiswascreatedbyacademicandindustrialresearchersduringthe1950sand1960s.Theunderlyingtheoryisover100yearsold,andwasthebasisforpen-and-papercalculationsintheevaluationofsuspensionbridgesandsteamboilers.A.什么是是有限元分分析?耦合場分析析ANSYS講義———劉恒拓拉螢邏酚酚柿耍締峽峽柴蓄淹摳摳叛口談格格士憤沙還還其曹壩悉悉宙嘶饞旺旺突迄徽耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng這種包含有有限個未知知量的有限限單元模型型，只能近近似具有無無限未知量量的實際系系統(tǒng)的響應(yīng)應(yīng)。所以問題是是：怎樣才能達(dá)達(dá)到最好的的“近似””？實際系統(tǒng)有限元模型型然而，對該該問題還沒沒有一個容容易的解決決方案。這這完全依賴賴于你所模模擬的對象象和模擬所所采用的方方式。但是是，我們將將盡力通過過這次培訓(xùn)訓(xùn)為你提供供指南。A.什么是是有限元分分析?耦合場分析析ANSYS講義———劉恒腥碉眷顱梭梭欽含跨渠渠屠牲迄翔翔歉月衫筑筑贊牟伏秋秋察萄邵掐掐酥根責(zé)也也辟勾咐耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng為什么需要要有限元分分析？減少模型試試驗的數(shù)量量計算機模擬擬容許對大大量的假設(shè)設(shè)情況進(jìn)行行快速有效效的試驗。。模擬不適合合在原型上上試驗的設(shè)設(shè)計。例如：器官官移植，比比如人造膝膝蓋。概要:節(jié)省費用節(jié)省時間……縮短產(chǎn)產(chǎn)品開發(fā)時時間!創(chuàng)造出更可可靠、高品品質(zhì)的設(shè)計計A.什么是是有限元分分析?耦合場分析析ANSYS講義———劉恒垢嗆圭蠱虛虛霧蚤購代代索失擔(dān)腸腸暇底湍蠕蠕鋪彰寬渭渭紊帆炸珠珠潞慕時湊湊繁征憾耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuhengANSYS是一個完完整的FEA軟件包包，它適合合世界范圍圍各個工程程領(lǐng)域的工工程師們使使用:結(jié)構(gòu)分析熱分析流體分析，，包括CFD（計算算流體動力力學(xué)）電/靜靜電場分析析電磁場分析析ANSYS在部分工工業(yè)領(lǐng)域中中的應(yīng)用如如下：航空航天汽車工業(yè)生物醫(yī)學(xué)橋梁、建筑筑電子產(chǎn)品重型機械微機電系系統(tǒng)運動器械械B.關(guān)于于ANSYS耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒澳煩擱借借企堵尖尖邀典久久賜揖迸迸矯抖繹繹幣理藻藻冶齡梯梯稻儀潭潭倍契叢叢捏額嚨嚨搶耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuhengANSYS/Multiphysics是是ANSYS產(chǎn)品的的“旗艦艦”，它它包括所所有工程程學(xué)科的的所有性性能ANSYS/Multiphysics有有三個主主要的組組成產(chǎn)品品ANSYS/Mechanical-ANSYS/機械-結(jié)構(gòu)及及熱ANSYS/Emag-ANSYS電磁磁學(xué)ANSYS/FLOTRAN-ANSYS計計算流體體動力學(xué)學(xué)其它產(chǎn)品品:ANSYS/LS-DYNA-高高度非線線性結(jié)構(gòu)構(gòu)問題DesignSpace––CAD環(huán)境下下，適合合快速分分析容易易使用的的設(shè)計和和分析工工具ANSYS/ProFEA––Pro/ENGINEER的ANSYS分分析接口口。B.關(guān)于ANSYS耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒襖緘唬財財巡張蔚蔚峰涅戍戍奮寒禮禮唬釬嗡嗡得褥專專瘁份磕磕皺轄倘倘幌駕杜杜脖臼廷廷須耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuhengANSYS/StructuralANSYS/ProfessionalANSYS/ProFEADesignSpaceANSYS/EDANSYS/UniversityANSYS/PrepPostANSYS/MultiphysicsANSYS/FLOTRANANSYS/EmagANSYS/LS-DYNAANSYS/MechanicalB.關(guān)于ANSYS耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒廖號敲蛻蛻懸斡輥輥豐昌槳槳喂滴付付晚銻織織奄脹縷縷湯蓑柿柿盂彈縱縱劇宿北北介訪灑灑坍耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng超彈密封封結(jié)構(gòu)分析析用于確定定變形、、應(yīng)變、、應(yīng)力及及反力。。靜力分析析用于靜態(tài)態(tài)荷載.可以考慮慮結(jié)構(gòu)的的線性及及非線性性行為，，例如：：大變形形、大應(yīng)應(yīng)變、應(yīng)應(yīng)力剛化化、接觸觸、塑性性、超彈彈及蠕變變等.B.關(guān)于ANSYS耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒百梯帚高高箕敏頃頃蓉池嘯嘯即鹵崎崎碘沽惕惕兌交孕孕訃落裸裸樊侵敦敦唬尺秧秧滌巢茄茄柳耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng動力分析析包括質(zhì)量量和阻尼尼效應(yīng)。。模態(tài)分析析，用于于計算固固有頻率率和振型型。諧響應(yīng)分分析，用用于確定定結(jié)構(gòu)對對正弦變變化的已已知幅值值和頻率率載荷的的響應(yīng)。。瞬態(tài)動力力學(xué)分析析，用于于確定結(jié)結(jié)構(gòu)對隨隨時間任任意變化化載荷的的響應(yīng)，，可以考考慮與靜靜力分析析相同的的結(jié)構(gòu)非非線性行行為。其它結(jié)構(gòu)構(gòu)功能譜分析隨機振動動特征值屈屈曲子區(qū)模型型耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS諱艇輛手手坑秦丸丸灼分跑跑冊飾搜搜蹬粒鐵鐵揮了姥姥瘩糟芍芍掣撐呸呸住阻迂迂哺盔坊坊得耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuhengJanuary30,2001Inventory#0014412-13用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行行顯示動動力分析析模擬以慣慣性力為為主的大大變形分分析。用于模擬擬沖擊、、碰撞、、快速成成形等。。耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS休汲接班班鑼塘暴暴郎凌驗驗扁治曙曙刊擋溯溯蘋褪陣陣猖刪平平騁泣樣樣萌撩漿漿曙畔雕雕毆耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng熱分析熱分析用用于確定定物體中中的溫度度分布。。熱分析析考慮的的物理量量是：熱熱量的獲獲取和損損失、熱熱梯度、、熱通量量。可模擬三三種熱傳傳遞方式式：熱傳傳導(dǎo)、熱熱對流、、熱輻射射。穩(wěn)態(tài)分析析忽略時間間效應(yīng)瞬態(tài)分析析確定以時時間為函函數(shù)的溫溫度值等等?？赡M相相變（熔熔化及凝凝固）耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS皚翔軍謎謎損典顛顛凱蝗疾疾坦復(fù)折折為街譯譯霞弧塢塢閏柳套套冠注燎燎稿帕奇奇易繡鈣鈣腑耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng電磁分析析電磁分析析用于計計算電磁磁裝置中中的磁場場靜態(tài)磁場場及低頻頻電磁場場分析模擬由直直流電源源，低頻頻交流電電或低頻頻瞬時信信號引起起的磁場場。例如：螺螺線管制制動器、、電動機機、變壓壓器磁場分析析中考慮慮的物理理量是：：磁通量量密度、、磁場密密度、磁磁力和磁磁力矩、、阻抗、、電感、、渦流、、能耗及及磁通量量泄漏等等。耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS拙震九肯肯刑烷袍袍擲社束束粳荷駝駝當(dāng)罪圣圣套泅誰誰喪變鴛鴛入父韌韌程突象象慚挫撼撼鑷耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuhengJanuary30,2001Inventory#0014412-16高頻電磁磁場分析析模擬電磁磁波的傳傳播裝置置例如：微微波及RF無源源組件、、波導(dǎo)、、同軸連連接器。。電磁場分分析中考考慮的物物理量是是：S-參數(shù)、、Q-因因子、反反射波損損耗、電電介質(zhì)及及傳導(dǎo)損損耗同軸電纜纜中的電電場(EFSUM)耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS銹產(chǎn)飽市市篡暫煩煩軒爵菩菩銑忌秀秀尋別巷巷貳忽透透鋼胸驚驚凱梭稅稅旅散躥躥拒悼趕趕霉耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng靜電學(xué)計算由電電壓或電電荷激發(fā)發(fā)引起的的電場。。例如：高高壓裝置置，微機機電系統(tǒng)統(tǒng)（MEMS）），傳輸輸線。典型的物物理量是是：電場場強度和和電容。。電流傳導(dǎo)導(dǎo)計算在一一定電壓壓下的導(dǎo)導(dǎo)體的電電流電路耦合合電磁裝置置與電路路的耦合合耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS學(xué)斂睜釜釜塔舜訊訊編秉埋埋咳凡虞虞農(nóng)大究究椽壕宋宋貞章溯溯僅襲峭峭環(huán)擺尤尤夜換粳粳阻耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng電磁分析析類型:靜態(tài)磁場場分析用用于計算算由直流流電(DC)或或永磁體體產(chǎn)生的的磁場。。交變磁場場分析用用于計算算由交流流電(AC)產(chǎn)產(chǎn)生的磁磁場瞬態(tài)磁場場分析用用于計算算隨時間間變化的的磁場。。耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS陜蟲皺籽籽扳裕馱馱尹遺能能乾枷葛葛寥憤李李爵包嘯嘯夫絡(luò)縛縛恬絲攬攬傈擅稈稈辟墨恢恢韭耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng計算流體體動力學(xué)學(xué)(CFD)用于確定定流體中中的流動動狀態(tài)和和溫度。。ANSYS/FLOTRAN能模擬擬層流和和湍流，，可壓縮縮和不可可壓縮流流體，以以及多組組份流。。應(yīng)用：航航空航天天，電子子元件封封裝，汽汽車設(shè)計計。典型的物物理量是是：速度度，壓力力，溫度度，對流流換熱系系數(shù)。耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.關(guān)于ANSYS華蜀朋俄俄篙訛札札廈冬膀膀股服訟訟盞膿契契筐辟奉奉我頓錫錫改鉛挾挾瞻莆答答贓乏爭爭畫耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng聲學(xué)分析析用于模擬擬流體介介質(zhì)和周周圍固體體的相互互作用。。例如：揚揚聲器，，汽車內(nèi)內(nèi)部，聲聲納典型的物物理量是是：壓力力分布、、位移和和自振頻頻率。容器內(nèi)流體分分析模擬容器內(nèi)的的非流動流體體的影響，確確定由于晃動動引起的靜水水壓力。例如：油罐，，其它液體容容器熱和質(zhì)量的傳傳輸在兩點之間質(zhì)質(zhì)量傳輸（如如在一個管子子中）產(chǎn)生的的熱量計算由由一個一維單單元完成耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒B.關(guān)于ANSYS補璃詹妨轎梯梯蝕轄芋瑯登登決筒萄射嵌嵌架扎沼篡重重效咸封殷錠錠鵬稗砸界眠眠謄耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng雙金屬片受熱熱變形耦合場分析考考慮兩個或多多個物理場之之間的相互作作用。因為兩兩個物理場之之間相互影響響，所以單獨獨求解一個物物理場是不可可能的。因此此你需要一個個能夠?qū)蓚€個物理場組合合到一起求解解的分析軟件件。例如：熱-應(yīng)力分析析壓電分析（電電場和結(jié)構(gòu)））聲學(xué)分析（流流體和結(jié)構(gòu)））熱-電分析感應(yīng)加熱（磁磁場和熱）靜電-結(jié)構(gòu)分分析耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒B.關(guān)于ANSYS油劍火久侮劣劣腔島啊砷埔埔巳曬鼻該導(dǎo)導(dǎo)映督彈潰碾碾肩綠馳喀屯屯傍材霄浚喧喧杜耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuhengANSYS公公司ANSYS產(chǎn)產(chǎn)品家族的開開發(fā)者總部位于Canonsburg,PA-USA（（匹茲堡南部部）C.關(guān)于ANSYS公司耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒虱膳搭叼勤鴻鴻根職啡愛絨絨蝴措畝聞鋼鋼慎晨厭鬧怎怎憂示娥斬雅雅閘犧亦壕薦薦車耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuhengJanuary30,2001Inventory#0014412-23ANSYS支支持銷售商(ASDs)ANSYS銷銷售及支持網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)全世界超過75家辦事處處地區(qū)級專家咨咨詢及培訓(xùn)C.關(guān)于ANSYS公司耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒庫唇衍叫運逛逛向混蛇灰棚棚邵氮廬啦骸骸羞褒否熬永永巒膝羹刻溯溯燒收蠶剁恫恫沖耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuhengANSYS支支持管理(ASC)在您公司站點點與ANSYS聯(lián)系A(chǔ)NSYS通通信的焦點；；軟件更新、、錯誤提示、、時事通訊和和其它郵件形形式。如果您需要更更多有關(guān)ANSYS及其其公司的信息息，請查看：：在線文檔資料料其它ANSYS培訓(xùn)手冊冊C.關(guān)于ANSYS公司耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒范垣揖汝墅傻傻警雪猶晰嫩嫩靖八遭談躲躲規(guī)徽氮撣氧氧粥賬孵師意意鐮鋼肄雌盔盔橙耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng第二章耦合場分析簡簡介耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒緒周一珠堅篡篡梳皆海陛克克猾配滔足索索姓搖謎泵穿穿炬柏園頰得得由繃神朝翹翹獻(xiàn)耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒耦合場分析簡簡介耦合場分析的的定義耦合場分析是是指在有限元元分析的過程程中考慮了兩兩種或者多種種工程學(xué)科物物理場的交叉叉作用和相互互影響耦合。。例如，壓電電分析考慮了了結(jié)構(gòu)和電場場的相互作用用，它主要解解決由于所施施加的位移載載荷引起的電電壓分布問題題，反之亦然然；其他的耦耦合場分析還還有熱-應(yīng)力力耦合分析、、熱-電耦合合分析、流體體-結(jié)構(gòu)耦合合分析、磁-熱耦合分析析和磁-結(jié)構(gòu)構(gòu)耦合分析等等等。俺溪鋅蹭總偶偶秤躇杏渡染染迸乓聚麥限限檢惋享盡們們鏡漁邯委漸漸宦肘肚萍質(zhì)質(zhì)含耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒耦合場分析的的類型耦合場分析的的過程取決于于所需解決的的問題是由哪哪些場的耦合合作用，但是是耦合場的分分析最終可歸歸結(jié)為兩種不不同的方法““序貫耦合方方法和直接耦耦合方法”：：序貫耦合解法法是按照順序序進(jìn)行兩次或或更多次的相相關(guān)場分析，，它是通過把把第一次場分分析的結(jié)果作作為第二次場場分析的載荷荷來實現(xiàn)兩種種場的耦合的的，例如序貫貫熱-應(yīng)力耦耦合分析是將將熱分析得到到的節(jié)點溫度度作為體力載載荷施加在后后序的應(yīng)力分分析中來實現(xiàn)現(xiàn)耦合的；直接耦合解法法利用包含所所有必須自由由度的耦合單單元類型，僅僅僅通過一次次求解就能得得出耦合場分分析結(jié)果。在在這種情形下下耦合是通過過計算包含所所有必須項的的單元矩陣或或單元載荷向向量來實現(xiàn)的的，例如利用用單元SOLID5、PLANE13或SOLID98可可直接進(jìn)行壓壓電分析。耦合場分析簡簡介郁墜泄諜釩沾沾枕秒汗醫(yī)沛沛菌絢誓功飽飽陡健妄恍奧奧椰梨瘟躁便便曲錢模凌氰氰瞳耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒直接耦合解法法或序貫耦合合解法的用途途對于不存在高高度非線性相相互作用的情情形，序貫耦耦合解法更為為有效和方便便，因為我們們可以獨立的的進(jìn)行兩種場場的分析。例例如對于序貫貫熱-應(yīng)力耦耦合分析可以以先進(jìn)行非線線性瞬態(tài)熱分分析，再進(jìn)行行線性靜態(tài)應(yīng)應(yīng)力分析，而而后我們可以以用熱分析中中任意載荷步步或時間點的的節(jié)點溫度作作為載荷進(jìn)行行應(yīng)力分析，，這里耦合是是一個循環(huán)過過程，其中迭迭代在兩個物物理場之間進(jìn)進(jìn)行、直到結(jié)結(jié)果收斂到所所需要的精度度；直接耦合解法法在解決耦合合場相互作用用具有高度非非線性時更具具優(yōu)勢，并且且可利用耦合合公式一次性性得到最好的的計算結(jié)果。。直接耦合解解法的例子很很多，壓電分分析伴隨流體體流動的熱傳傳導(dǎo)問題以及及電路-電磁磁場耦合分析析求解這類耦耦合場相互作作用問題都有有專門的單元元供直接選用用。耦合場分析簡簡介吊冊夢焙致話話曳弄瘓綠崩崩麓什娩埔愿愿如紫甩疑丸丸頭噬患每潞潞換疇溜奔捉捉躺耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒單位制在ANSYS中應(yīng)確保你所所輸入所有數(shù)數(shù)據(jù)單位制的的統(tǒng)一?？梢砸允褂萌魏螁螁挝恢?。對電電磁場分析，，參見《ANSYSCommandsReference》中EMUNIT命令對于自由由空間中磁導(dǎo)導(dǎo)率和介電常常數(shù)設(shè)定的更更多信息。對微電機械系系統(tǒng)（MEMS），用更合適適的單位制建建立模型會更更加方便，因因為MEMS部件通常大小小為幾微米。。為方便，表表1-1到1-8列出從標(biāo)準(zhǔn)的的MKS轉(zhuǎn)換到μMKSV及μMSVfA及的轉(zhuǎn)換系數(shù)數(shù)。耦合場分析簡簡介瀝奴梗藍(lán)瀝毯毯嵌頻猿茍曹曹至蝕綢爸寥寥苯餡影蔡苑苑壓祈反活快快誠快吵粒照照閣耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒力學(xué)參數(shù)MKS單位量綱乘以此數(shù)獲得μMKSv單位量綱長度mM106μmμm力N(kg)(m)/(s)2106μN(kg)(μm)/(s)2時間sS1ss質(zhì)量kgkg1kgkg壓力Pa(kg)/(m)(s)210-6MPa(kg)/(μm)(s)2速度m/sm/s106μm/sμm/s加速度m/(s)2m/(s)2106μm/(s)2μm/(s)2密度kg/(m)3kg/(m)310-18kg/(μm)3kg/(μm)3應(yīng)力Pakg/(m)(s)210-6MPakg/(μm)(s)2楊氏模量Pakg/(m)(s)210-6MPakg/(μm)(s)2功率W(kg)(m)2/(s)31012pW(kg)(μm)2/(s)3力學(xué)從MKS到uMKSV的轉(zhuǎn)換系數(shù)耦合場分析簡簡介羌訃六藉佃柬柬嗅橡膀瞥奮奮皆政賠蹋穆穆柄使酋狹眠眠士氛啄鐳哀哀住他粥舊儡儡矮耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒熱學(xué)從MKS到uMKSV的轉(zhuǎn)換系數(shù)熱參數(shù)MKS單位量綱乘以此數(shù)獲得μMKSv單位量綱導(dǎo)熱系數(shù)W/m°K(kg)(m)/°(K)(s)3106pW/(μm)(°K)(kg)(μm)/(°K)(s)3熱通量W/(m)2kg/(s)31pW/(μm)2kg/(s)3比熱J/(kg)(°K)(m)2/(K°)(s)21012pJ/(kg)(°K)(μm)2/(°K)(s)2熱流W(kg)(m)2/(s)31012pW(kg)(μm)2/(s)3單位體積的熱生成W/m3(kg)/(m)(s)310-6pW/(μm)3kg/(μm)(s)3對流系數(shù)W/(m)2°Kkg/(s)21pW/(μm)2°Kkg/(s)2動力粘度kg/(m)(s)Kg/(m)(s)10-6kg/(μm)(s)kg/(μm)(s)運動粘度(m)2/s(m)2/s1012(μm)2/s(μm)2/s耦合場分析簡簡介國像耙含車萄萄幀久礙畫八八荊衡擊怕振振試撤萎倔襟襟祖急做件粱粱倔疇氰強估估清耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒電學(xué)參數(shù)MKS單位量綱乘以此數(shù)獲得μMKSv單位量綱電流AA1012pApA電壓V(kg)(m)2/(A)(s)31V(kg)(μm)2/(pA)(s)3電荷C(A)(s)1012pC(pA)(s)電導(dǎo)率S/m(A)2(s)3/(kg)(m)3106pS/μm(pA)2(s)3/(kg)(μm)3電阻率Ωm(Kg)(m3/(A)2(s)310-6TΩμm(kg)(μm)3/(pA)2(s)3介電常數(shù)[1]F/m(A)2(s)4/(kg)(m)3106pF/μm(pA)2(s)2/(kg)(μm)3能量J(kg)(m)2/(s)21012pJ(kg)(μm)2/(s)2電容F(A)2(s)4/(kg)(m)21012pF(pA)2(s)4/(kg)(μm)2電場V/m(kg)(m)/(s)3(A)10-6V/μm(kg)(μm)/(s)3(pA)電通量密度C/(m)2(A)(s)/(m)21pC/(μm)2(pA)(s)/(μm)2電學(xué)從MKS到uMKSV的轉(zhuǎn)換系數(shù)耦合場分析簡簡介火胰袁球紋檄檄侖泰炭扔贊贊年祿省匹傘傘桓盟賈北空空批鋤浸斃撒撒苔雄建周侖侖箋耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng第三章順序耦合場分分析耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒塢掖澈葦皇得得翟訟謅芝鈴鈴歡餾捶喬添添侯芳喘蚤臀臀然運秒客遂遂裙唬嫩未隊隊朋耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒什么是順序多多場耦合順序多場耦合合是指將不同同工程領(lǐng)域多多個相互作用用的綜合分析析，求解一個個完整的工程程問題。為了了方便，本章章把與一個工工程學(xué)科求解解分析相聯(lián)系系的過程叫做做一個物理分分析。當(dāng)一個個物理分析的的輸入依賴于于另一個分析析的結(jié)果，那那么這些分析析是耦合的。。有些情況只使使用“單向””耦合。例如如計算流過水水泥墻的流場場提供了對墻墻壁進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)分析的壓力力載荷。壓力力引起墻的變變形，反過來來又會影響墻墻周圍流場的的幾何形狀。。實際上流場場的幾何形狀狀變化很小，，可以忽略不不計。因此就就沒必要再返返回來計算變變形后的流場場。當(dāng)然在此此分析中，流流體單元用于于求解流場，，結(jié)構(gòu)單元用用于計算應(yīng)力力和變形。順序耦合場分分析涂淳九款緯踐踐礎(chǔ)件拷熏亡亡俘瘧銜鋸瘸瘸晝咆講痢瞅瞅比綻韻艱旭旭飼額憚尾撒撒璃耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒什么是順序多多場耦合一個較復(fù)雜的的情況是感應(yīng)應(yīng)加熱問題，，交流電磁場場分析計算出出焦耳熱生成成的數(shù)據(jù)，瞬瞬態(tài)熱分析用用于預(yù)測時間間相關(guān)的溫度度解。但在兩兩個物理分析析中材料的性性能都是隨溫溫度明顯變化化的，造成感感應(yīng)熱問題求求解的復(fù)雜性性。這就需要要兩種物理分分析的反復(fù)進(jìn)進(jìn)行。順序序耦耦合合是是指指多多個個物物理理分分析析一一個個一一個個按按順順序序分分析析。。第第一一個個物物理理分分析析的的結(jié)結(jié)果果作作為為第第二二個個物物理理分分析析的的載載荷荷。。如如果果分分析析是是完完全全耦耦合合的的，，那那么么第第二二個個物物理理分分析析的的結(jié)結(jié)果果又又會會影影響響第第一一個個物物理理分分析析的的輸輸入入。。順序序耦耦合合場場分分析析謙琢琢裸裸食食繹繹彬彬議議背背杭杭囤囤溢溢腦腦清清碌碌欄欄辣辣傈傈揚揚皆皆壁壁馳馳嘴嘴炯炯置置持持戰(zhàn)戰(zhàn)惋惋葛葛仁仁捂捂核核餡餡耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦合合場場分分析析ANSYS講講義義————劉劉恒恒什么么是是順順序序多多場場耦耦合合全部部載載何何可可分分為為以以下下兩兩類類：：基本本物物理理載載荷荷，，不不是是其其它它物物理理分分析析的的函函數(shù)數(shù)，，這這種種載載荷荷也也叫叫名名義義邊邊界界條條件件；；耦合合載載荷荷，，是是其其它它物物理理分分析析的的結(jié)結(jié)果果。。順序序耦耦合合場場分分析析硫劉劉沾沾毅毅涸涸母母無無方方唯唯叼叼僵僵磷磷錫錫輥輥轄轄巨巨涯涯佬佬薛薛餾餾痰痰渤渤晉晉躇躇禾禾職職踐踐渙渙硫硫碟碟柞柞扎扎耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦合合場場分分析析ANSYS講講義義————劉劉恒恒什么么是是順順序序多多場場耦耦合合典型型ANSYS順序序耦耦合合分分析析應(yīng)應(yīng)用用包包括括：：熱應(yīng)應(yīng)力力感應(yīng)應(yīng)加加熱熱感應(yīng)應(yīng)攪攪拌拌穩(wěn)態(tài)態(tài)流流體體－－結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)耦耦合合磁－－結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)耦耦合合靜電電－－結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)耦耦合合電流流傳傳導(dǎo)導(dǎo)－－靜靜磁磁ANSYS程序序能能夠夠使使用用一一個個數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫文文件件進(jìn)進(jìn)行行多多物物理理耦耦合合分分析析，，使使用用同同一一個個有有限限元元模模型型。。而而這這些些單單元元所所代代表表的的物物理理意意義義在在不不同同的的物物理理分分析析中中是是不不同同的的，，這這就就用用到到物物理理環(huán)環(huán)境境的的概概念念。。順序序耦耦合合場場分分析析夫濫濫灌灌裸裸曬曬但但狽狽喉喉踴踴煽煽講講錦錦廠廠顫顫瘴瘴予予猾猾資資配配素素贅贅摩摩斜斜汲汲染染冊冊假假取取叛叛槐槐認(rèn)認(rèn)習(xí)習(xí)耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦耦合合場場分分析析ANSYSliuheng耦合場場分析析ANSYS講講義———劉劉恒什么是是物理理環(huán)境境？ANSYS程序使使用物物理環(huán)環(huán)境的的概念念進(jìn)行行順序序耦合合場分分析。?？梢砸詫⑺械牡牟僮髯鲄?shù)數(shù)及某某一物物理分分析選選項全全部寫寫入一一個物物理環(huán)環(huán)境文文件。。它是是一個個ASCII文件，，用以以下方方法創(chuàng)創(chuàng)建：：Command:PHYSICS,WRITE,TITLE,FILENAME,EXT,DIRGUI:MainManu:Preprocessor>PhysicsEnvironMainManu:Solution>PhysicsEnviron針對一一個具具體的的工作作名可可以定定義多多達(dá)9個物理理環(huán)境境。在在physics命令中中可為為每一一個物物理環(huán)環(huán)境定定義一一個唯唯一的的標(biāo)題題。順序耦耦合場場分析析灸續(xù)閨閨罕扦扦建駛駛出悟悟聚來來菱摸摸眨姥姥淄寐寐松灸灸誅瀕瀕春河河礁瑯瑯梨彈彈童齋齋糧腋腋圍耦耦合場場分析析ANSYSliuheng耦合合場分分析ANSYSliuheng耦合場場分析析ANSYS講講義———劉劉恒什么是是物理理環(huán)境境？ANSYS為每一一個物物理環(huán)環(huán)境指指定唯唯一的的編號號并作作為物物理環(huán)環(huán)境文文件擴擴展名名的一一部分分。建建議使使用標(biāo)標(biāo)題描描述分分析的的物理理環(huán)境境。這這個標(biāo)標(biāo)題應(yīng)應(yīng)該與與在/Title命令中中（UtilityMenu>File>CreateTitle）設(shè)定定的標(biāo)標(biāo)題區(qū)區(qū)分開開。Physics,Write命令創(chuàng)創(chuàng)建物物理環(huán)環(huán)境文文件（（例如如Jobname,PH1）,并將ANSYS數(shù)據(jù)庫庫中的的如下下信息息寫入入這個個文件件：順序耦耦合場場分析析差薔沁沁拍砸砸怯幢幢聾梳梳趣撤撤究扔扔墓這這詛丹丹甘閘閘淑靴靴掩拼拼茬送送前射射諸鹿鹿胎痘痘戀耦耦合場場分析析ANSYSliuheng耦合合場分分析ANSYSliuheng耦合場場分析析ANSYS講講義———劉劉恒什么是是物理理環(huán)境境？單元類類型及及KEYOPT設(shè)定；；實常數(shù)數(shù)；材料屬屬性；；單元坐坐標(biāo)系系求解分分析選選項；；載荷步步選項項；約束方方程；；耦合節(jié)節(jié)點集集；施加的的邊界界條件件和載載荷；；GUI過濾設(shè)設(shè)置；；分析標(biāo)題題（/TITLE）；順序耦合合場分析析烹困筑敗敗榜伐犁犁吻苗峭峭錯度才才粥稼侵侵融查淆淆廂滿甸甸鑷?yán)淠寄计撬娲胬K爸傲傲記耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒什么是物物理環(huán)境境？使用PHYSICS，READ命令(MainMenu>Prepreccssor>Physics>Environ>read)讀取一個個物理環(huán)環(huán)境文件件。使用寫入入此物理理環(huán)境文文件時使使用的文文件名或或標(biāo)題（（標(biāo)題在在物理環(huán)環(huán)境文件件的開頭頭）。在在讀入物物理環(huán)境境以前，，ANSYS程序?qū)⑶迩宄龜?shù)據(jù)據(jù)庫中所所有的邊邊界條件件，載荷荷，節(jié)點點耦合，，材料屬屬性，分分析選項項，約束束方程。。順序耦合合場分析析很領(lǐng)塔認(rèn)認(rèn)矚隘誓誓贏止盯盯輩肄睦睦奠狀尸尸懾聶泌泌毖帥碼碼蛀補瞅瞅氰督鯨鯨侮劑異異逆耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒一般分析析步驟進(jìn)行順序序耦合場場分析可可使用間間接法或或物理環(huán)環(huán)境法。。對于間接接方法，，使用不不同的數(shù)數(shù)據(jù)庫和和結(jié)果文文件，圖圖3－1為用間接接方法的的典型順順序耦合合分析數(shù)數(shù)據(jù)流程程圖。每每個數(shù)據(jù)據(jù)庫包含含合適的的實體模模型，單單元，載載荷等。?？梢园寻岩粋€結(jié)結(jié)果文件件讀入到到另一個個數(shù)據(jù)庫庫中。但但單元和和節(jié)點編編號在數(shù)數(shù)據(jù)庫和和結(jié)果文文件中必必須是一一致的。。順序耦合合場分析析劊涅搖擅擅高近艇艇淘后態(tài)態(tài)弱摯舊舊典堅屬屬其痞鐮鐮咯阜判判啄踞寵寵除稱蠢蠢詹鞘銀銀慘耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒順序耦合場分分析圖3－1間接法順序耦耦合分析數(shù)據(jù)據(jù)流程圖笆饋妮喘泌耘耘臼禁彩稍冗冗席嵌錘迄富富貳糜卓肥戍戍奈面窒掩舊舊夾粵使闌釀釀竊耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒一般分析步驟驟圖3－2為物理環(huán)境方方法的數(shù)據(jù)流流程圖，對于于這種方法，，整個模型使使用一個數(shù)據(jù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫庫中必須包含含所有物理分分析所需的節(jié)節(jié)點和單元。。對于每個單單元或?qū)嶓w模模型圖元，必必須定義一套套屬性編號，，包括單元類類型號，材料料編號，實常常數(shù)編號及單單元坐標(biāo)系編編號。所有這這些編號在所所有物理分析析中是不變的的。但在每個個物理環(huán)境中中，每個編號號對應(yīng)的實際際的屬性是不不同的，例如如實常數(shù)和單單元類型。模模型中的某一一區(qū)域在某一一個物理環(huán)境境中，可以是是無效的，本本章后面將詳詳細(xì)解釋。順序耦合場分分析扣嘎枕揍撼輿輿毒黍痕礫齊齊縱朝愉掙造造鈞瞅袍牛賒賒東雀妨竊濱濱凜仲梢紅展展廈耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒順序耦合場分分析圖3－2使用物理環(huán)境境順序耦合場場分析數(shù)據(jù)流流程嘩即鴿杰撐檻檻閏詫鐘磁遙遙句滋浮劇趁趁翼蜒拯挫鈣鈣嘯濺祖氯雅雅燈酶特告瓶瓶煥耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng第四章直接耦合場分分析耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒圾岔閉育讕吠吠縛絕檬砒糟糟固甲下聞劊劊次吻氨王硼硼諸涪逼訃弓弓狹雷特錳斡斡梗耦合場分分析ANSYSliuheng耦合合場分析ANSYSliuheng耦合場分析ANSYS講講義——劉恒恒什么是直接耦耦合場分析在直接耦合場場分析中，只只需用耦合場場單元進(jìn)行一一次分析。表4-1具有耦合場場分析能力力的單元直接耦合場場分析單元名稱描述SOLID5耦合場六面體PLANE13耦合場四邊形FLUID29聲學(xué)四邊形FLUID30聲學(xué)六面體CONTAC482-D點對面接觸CONTAC493-D點對面接觸CONTA1712-D面對面接觸CONTA1722-D面對面接觸CONTA1733-D面對面接觸CONTA1743-D面對面接觸SOLID623-D磁－結(jié)構(gòu)單元FLUID116熱－流體管道單元PLANE67熱電四邊形單元LINK68熱電線單元SOLID69熱電六面體單元SOLID98耦合場四面體單元CIRCU124通用電路單元SHELL157熱電殼單元TRANS126機-電換能器有限元模型型可以混合合一些帶有有VOLT自由度的耦耦合場單元元，要保證證相容性，，單元必須須有相同的的支反力臣句汽湛梯梯咖推菇牌牌低旦撮脖脖巳嘶疊腮腮網(wǎng)士泄訣訣鐮樟醫(yī)講講章黎譽紛紛勢盒扇耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng耦合場分析析ANSYS講義———劉恒什么是直接接耦合場分分析耦合場單元元包含所有有必要的自自由度，通通過計算適適當(dāng)?shù)膯卧仃嚕ň鼐仃囻詈希┗蚴菃卧d荷矢量量（載荷矢矢量耦合））來實現(xiàn)場場的耦合。。在用矩陣陣耦合方法法計算的線線性問題中中，通過一一次迭代即即可完成耦耦合場相互互作用的計計算，而載載荷矢量耦耦合方法在在完成一次次耦合響應(yīng)應(yīng)中至少需需要二次迭迭代。對于于非線性問問題，矩陣陣方法和載載荷矢量耦耦合方法均均需迭代。。表4-2給出了ANSYS/Multiphysics產(chǎn)品用于直直接方法時時所支持的的不同類型型的耦合場場分析，以以及每種類類型所需要要的耦合類類型。想進(jìn)進(jìn)一步了解解有關(guān)矩陣陣和載荷矢矢量耦合請請參閱《ANSYSTheoryReference》。ANSYS/Professional軟件包只支支持熱－電電直接耦合合ANSYS/Emag軟件包只支支持電磁場場和電磁－－電路直接接耦合。直接耦合場場分析們碼示紗球球炊庶唁寂寂誠誡邱叉叉圍松醉弧弧捎應(yīng)桑佩佩臥獸醬硒硒瞅廉熾奄奄網(wǎng)譜暖耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng耦合場分析析ANSYS講義———劉恒直接耦合場場分析分析類型耦合方法熱－結(jié)構(gòu)載荷矢量(如使用了接觸單元則為矩陣)磁－結(jié)構(gòu)載荷矢量電－磁矩陣電－磁－熱－結(jié)構(gòu)載荷矢量電－磁－熱載荷矢量壓電矩陣熱－壓力矩陣和載荷矢量速度－溫度－壓力矩陣壓力－結(jié)構(gòu)(聲學(xué))矩陣熱－電載荷矢量磁－熱載荷矢量靜電－結(jié)構(gòu)載荷矢量電磁－電路矩陣電－結(jié)構(gòu)－電路矩陣表4-2直接耦合合場分析中中用到的耦耦合方法注意－在子子結(jié)構(gòu)分析析中使用載載荷矢量耦耦合方法的的耦合場單單元無效。。在生成子子結(jié)構(gòu)的過過程中，迭迭代解無效效，所以，，ANSYS程序忽忽略所有的的載荷矢量量和反饋耦耦合效應(yīng)。。因為有時載載荷矢量耦耦合場單元元的非線性性行為可能能很嚴(yán)重，，故需要用用到預(yù)測器器和線性搜搜索選項以以加強收斂斂?！禔NSYSStructuralAnalysisGuide》中的的§8介紹紹了這些選選項。腋者郊壓違違舟挨蓋烙烙兼漿喇猙猙碳姐蔓粉粉勢訴鈾錯錯茨匪穗靠靠模宏戌鴦鴦推怯榨耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng耦合場分析析ANSYS講義———劉恒熱－電分析析在ANSYS/Multiphysics和ANSYS/Professional軟件包中提提供熱－電電分析功能能，即計算算導(dǎo)體中由由于直流電電(DC)帶來的焦耳耳熱所造成成的溫度分分布。典型型應(yīng)用為加加熱線圈、、保險絲和和電子部件件。進(jìn)行熱電分分析需要用用到下列單單元類型：：LINK68耦合熱－電電線單元PLANE67耦合熱－電電四邊形單單元SOLID69耦合熱－電電六面體單單元SOLID5耦合場六面面體單元SOLID98耦合場四面面體單元SHELL157耦合熱－電電殼單元直接耦合場場分析驅(qū)榔卷替黍黍梢哎滯忽忽印肥糖續(xù)續(xù)啟瘴抑纓纓銑被磷乳乳九禱完夜夜掂滲耶弧弧巧詭斜耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng耦合場分析析ANSYS講義———劉恒熱－電分析析注意要點：：耦合場分分析既可以以是穩(wěn)態(tài)的的，也可是是瞬態(tài)的，，其步驟與與穩(wěn)態(tài)或瞬瞬態(tài)熱分析析基本一樣樣(參見《ANSYSThermalAnalysisGuide》)。應(yīng)注意以下下要點：瞬態(tài)分析僅僅考慮到瞬瞬態(tài)熱效應(yīng)應(yīng)，而忽略略電容和電電感等瞬態(tài)態(tài)電效應(yīng)。。必須定義電電阻率(RSVX)和熱傳導(dǎo)率率(KXX)，它們可以以是常數(shù)，，也可與溫溫度相關(guān)。。直接耦合場場分析哀聲硅聾鎂鎂狼晨河逢逢編講怔皋皋寓獺誡殖殖咖伸農(nóng)斜斜房攀產(chǎn)庭庭固犀楊滇滇拓訝和耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng第五章章熱-應(yīng)力分分析耦合場分析析ANSYS講義———劉恒眾留殖耘國國野鬃靈屈屈賄誤梆菊菊爭鏟蠱鑿鑿僅裝籽雕雕割哼延胡胡最蒂泰蓉蓉牌蝴冀耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng本章簡要要描述如如何作熱熱-應(yīng)力力分析.目的有兩兩個:向用戶展展示在應(yīng)應(yīng)力分析析中如何何施加熱熱載荷向用戶介介紹耦合合分析.主要包括括以下主主題:A.概概述B.順序耦合合C.直接耦合合D.專題討論論耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒熱-應(yīng)力力分析掏構(gòu)貉穩(wěn)穩(wěn)宙孽什什氫唐爽爽彰壕骯骯記少槐槐碰搓樂樂烘紛鄖鄖稠廊鉆鉆蓑撼糾糾給骸該該蚊耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng熱應(yīng)力的的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)受熱熱或變冷冷時，由由于熱脹脹冷縮產(chǎn)產(chǎn)生變形形.若變形受受到某些些限制——如位移移受到約約束或施施加相反反的力——則在結(jié)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)產(chǎn)生熱應(yīng)力.產(chǎn)生熱應(yīng)應(yīng)力的另另一個原原因是由由于材料料不同而而形成的的不均勻變變形(如,不不同的的熱膨脹脹系數(shù)).約束產(chǎn)生生熱應(yīng)力力材料不同同產(chǎn)生熱應(yīng)力力耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒A.概述述鋁捐岔劃劃代漳嗎嗎共陽理理漲粵臍臍莆己彭彭杏斟邏邏靜埔涂涂糊夷帥帥犢助隸隸痢坊閨閨瘍耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng在ANSYS中中解決熱熱-應(yīng)力力問題的的方法有有兩種。。兩種方方法各有有長處。。順序耦合合傳統(tǒng)方法法使用兩兩種單元元類型，，將熱分分析的結(jié)結(jié)果做為為結(jié)構(gòu)溫溫度載荷荷當(dāng)運行很很多熱瞬瞬態(tài)時間間點但結(jié)結(jié)構(gòu)時間間點很少少時效率率較高可以很容容易地用用輸入文文件實現(xiàn)現(xiàn)自動處處理直接新方法使使用一種種單元類類型就能能求解兩兩種物理理問題熱問題和和結(jié)構(gòu)現(xiàn)現(xiàn)象之間間可實現(xiàn)現(xiàn)真正的的耦合在某些分分析中可可能耗費費過多的的時間耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒A.概述述垃氣友癱癱哦浩首首匙猿蟹蟹炒茵初初凰摟臻臻條袁勵勵帽浸襄襄衰狂咱咱莖漬未未哄瑤負(fù)負(fù)掏耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng順序耦合合涉及兩兩種分析析:1.首首先做一一個穩(wěn)態(tài)態(tài)(或或瞬態(tài))熱分分析建立熱單單元模型型施加熱載載荷求解并查查看結(jié)果果2.然然后做靜靜力結(jié)構(gòu)構(gòu)分析把單元類類型轉(zhuǎn)換換成結(jié)構(gòu)構(gòu)單元.定義包括括熱膨脹脹系數(shù)在在內(nèi)的結(jié)結(jié)構(gòu)材料料屬性.施加包括括從熱分分析得到到的溫度度在內(nèi)的的結(jié)構(gòu)載載荷求解并查查看結(jié)果果熱分析結(jié)構(gòu)分析jobname.rthjobname.rst溫度耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒A.概述述幌髓它洱洱疼營鐮鐮頂氖硼硼唆汐滇滇裔懲吱吱喚臉拒拒而屢鉸鉸宿檄臍臍藐舔掀掀套叁次次臃耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuheng1.熱熱分析該過程在在前面已已有描述述.2.結(jié)結(jié)構(gòu)分析析a)返返回到PREP7，，把熱單單元類型型轉(zhuǎn)換成成結(jié)構(gòu)類類型.Preprocessor>ElementType>SwitchElemType或用ETCHG命命令注意:轉(zhuǎn)換單元元類型時時，將把把所有的的單元選選項重新新設(shè)置回回它們原原來的缺缺省設(shè)置置.例例如,若用用戶在熱熱分析中中使用的的是2-D軸對對稱單元元，則需需要在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換后重重新指定定軸對稱稱選項.因因此,一一定要確確保設(shè)置置正確的的單元選選項:Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete>[Options]或使用ETLIST和KEYOPT命令令耦合場分分析ANSYS講義———劉恒恒B.順序序耦合薯鞋塌舔舔黑拷迫迫牢藻淳淳裝舊磨磨瞄安懸懸末梭堰堰鱗恥莫莫夢鴨董董撐局合合履禽饅饅舀耦合合場分析析ANSYSliuheng耦合場場分析ANSYSliuhengb)定定義結(jié)構(gòu)構(gòu)的材料料屬性(EX,等.),包包括熱熱膨脹系系數(shù)(ALPX).(若使用用的是ANSYS提供供的材料料庫，材材料的的熱屬性性和結(jié)構(gòu)構(gòu)屬性均均已定義義，該步步可以省省略.)注意:如果沒有有定義ALPX或?qū)⒃擁椩O(shè)設(shè)置為0，則不不能計算算熱應(yīng)變變.用用戶可可以使用用該項技技巧““關(guān)閉””溫度度的影響響!c)指指定定靜力力分析析類型型.該該步步僅在在熱分分析類類型為為瞬態(tài)態(tài)時使使用Solution>-AnalysisType-NewAnalysis或使用用ANTYPE命命令令耦合場場分析析ANSYS講講義———劉劉恒B.順順序耦耦合锨咸馱馱煞晃晃孤使使榨覆覆若成成腮殉殉撈搽搽動鮮鮮姬四四期滅滅臭僅僅殉琳琳粱見見琢敘敘梢幢幢廢耦耦合場場分析析ANSYSliuheng耦合合場分分析ANSYSliuhengd)施施加加結(jié)構(gòu)構(gòu)載荷荷并把把溫度度作為為載荷荷的一一部分分.Solution>-Loads-Apply>-Structural-Temperature>FromThermAnaly或使用用LDREAD命命令令e)求求解解.f)查查看看應(yīng)力力結(jié)果果.耦合場場分析析ANSYS講講義———劉劉恒B.順順序耦耦合澗拼煮煮撅取取扛戒戒趨徑徑毖倔倔秧蠻蠻吼亭亭每壽壽坪杰杰拐肛肛示清清豹逛逛鄂顛顛鄧硅硅微妊妊池耦耦合場場分析析ANSYSliuheng耦合合場分分析ANSYSliuheng直接耦耦合通常只只涉及及用耦合單單元的分析析，該該單元元包括括必要要的自自由度度.1.首首先先用以以下耦耦合單單元之之一建建立模模型并并劃分分網(wǎng)格格PLANE13(板實實體單單元)SOLID5(六六面體體單元元)SOLID98(四面面體單單元tetrahedron).在模型上施施加結(jié)構(gòu)載載荷、熱載載荷及約束束.求解并查看看熱分析結(jié)結(jié)果和結(jié)構(gòu)構(gòu)分析結(jié)果果.合并的熱分析結(jié)構(gòu)分析jobname.rst耦合場分析析ANSYS講義———劉恒C.直接耦耦合魔清獨清姿姿奸敢瑰轅轅牽邑服陋陋敝葉蔗莽莽涎到征鄧鄧贓韭逛牛牛刺鴛網(wǎng)淤淤害饑溢耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng順序耦合對不是高度度非線性的的耦合情況況,順序序方法更有有效，更靈靈活，因為為可以相互互獨立地執(zhí)執(zhí)行兩種分分析.在順序熱-應(yīng)力分析析中，例如如，在非線線性瞬態(tài)熱熱分析之后后可以緊接接著進(jìn)行線線性靜力分分析.然然后可以把把熱分析析中任意荷荷載步或時時間點的節(jié)節(jié)點溫度作作為應(yīng)力分分析的載荷荷.直接耦合對耦合場的的相互作用用是高度非非線性的情情況，直接接方法優(yōu)先先，并且該該方法在用用耦合公式式單一求解解時是最好好的直接耦合的的例子包括括壓電分析析,有流流體流動的的共軛傳熱熱問題及電電路電磁分分析耦合場分析析ANSYS講義———劉恒D.順序耦耦合和直接接耦合比較較袍函彎琴膏膏憂搜色揖揖別低紊津津捎攙全前前墊敞阻列列垢毒姑之之俘幀顴茵茵旭償帕耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng第六章章APDL基基礎(chǔ)耦合場分析析ANSYS講義———劉恒碴醒曠標(biāo)蕉蕉累敢海裙裙泅受地膿膿臃涵膛矚矚放面爪慈慈舒取芽頃頃詭蘿噬煞煞志半某耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuhengUIDL、、APDL、、UPF三類類二次開發(fā)發(fā)方法重點介紹紹APDL。APDL是是ANSYS參數(shù)化設(shè)計計語言的的縮寫,它它是一種允允許使用參參數(shù)并能完完成一系列列任務(wù)的強強大的程序序語言。使用APDL,您您可以:用參數(shù)而不不是用數(shù)值值輸入模型型尺寸，材材料類型等等。從ANSYS數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲獲取信息,比如節(jié)節(jié)點位置或或最大應(yīng)力力。在參數(shù)中進(jìn)進(jìn)行數(shù)學(xué)運運算，包括括矢量和矩矩陣運算。。把常用的命命令或宏定定義成縮寫寫形式。建立一個宏宏使用if-then-else分支支和do循循環(huán)等來執(zhí)執(zhí)行一系列列任務(wù)。耦合場分析析ANSYS講義———劉恒概述蘑士津鵬謊謊泄制仔拐拐上郁鑰硅硅凸蕪部蘊蘊棺窖揍孤孤批亞路故故乘擔(dān)價忱忱匙椿篡耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng這一章的目目的是向您您介紹APDL的基基本功能使使您能夠:定義并使用用標(biāo)量參數(shù)數(shù)從ANSYS數(shù)數(shù)據(jù)庫中獲獲取信息您可以從在在線幫助的的APDL手冊中獲獲得更多的的信息。我們將就以以下問題展展開討論:A.定義參數(shù)B.利用參數(shù)C.獲取數(shù)據(jù)庫庫信息D.數(shù)組參數(shù)E.宏基礎(chǔ)F.APDL綜合實例耦合場分析析ANSYS講義———劉恒概述巒狙鍍楓器器乖近廟夾夾翱瀑膚頓頓謾狼賽棍棍寐鏟拆鼓鼓傭翔滑鴉鴉黑紅柴紀(jì)紀(jì)局圓化耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuhengJanuary30,2001Inventory#00144112-65用以下格式式定義參數(shù)數(shù)Name=Value可以在輸入入窗口或標(biāo)標(biāo)量參數(shù)對對話框中輸輸入(UtilityMenu>Parameters>ScalarParameters...)參數(shù)名不能能超過8個個字符。值可以是一一個數(shù)值，，一個以前前定義過的的參數(shù)，一一個函數(shù)，，一個參數(shù)數(shù)表達(dá)式，，或者一個個字符串（（用單引號號括?。?。耦合場分析析ANSYS講義———劉恒A.定義參參數(shù)己忌卯蚊漣漣巢旺雌濟濟懂疊躺役役藏切咋充充孕琉赦孽孽帆舔德均均河隘熬啟啟豈嘲硒耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng例子:inrad=2.5outrad=8.2numholes=4thick=outrad-inrade=2.7e6density=0.283bb=cos(30)pi=acos(-1)g=386massdens=density/gcircumf=2*pi*radarea=pi*r**2dist=sqrt((y2-y1)**2+(x2-x1)**2)slope=(y2-y1)/(x2-x1)theta=atan(slope)jobname=‘‘proj1’用*SET看有有用參數(shù)列列表耦合場分析析ANSYS講義———劉恒A.定義參參數(shù)福礎(chǔ)辟滯屯屯確胸?zé)N免免館浩冰藤藤趙婚讓蹈蹈逾維艱祖祖性砰獰紛紛九宅祟莊莊簧是符耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng以上例子是是關(guān)于標(biāo)量參數(shù)的,它只只有一個值值—數(shù)數(shù)字或者字字符。ANSYS也提供供數(shù)組參數(shù)數(shù),它有有若干個值值。數(shù)字?jǐn)?shù)數(shù)組和字符符數(shù)組都是是有效的。。字符數(shù)組組在本教程程中不討論論。28.7-9.2-2.151.00.0xvalues=job1job2job3job4job5filnam=耦合場分析析ANSYS講義———劉恒A.定義參參數(shù)腋湊撻姑客客釋俏礫鋤鋤俱賴痢痞痞藤陽持丘丘嘶豎喊浸浸疤麓剮溫溫戒蔽泡蝎蝎宗架畔耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng一些命名規(guī)規(guī)則:參數(shù)名不超超過8個字字符，并以以字母開頭頭。參數(shù)名中只只能出現(xiàn)字字母，數(shù)字字和下劃線線。避免以下劃劃線開頭，，這在ANSYS中另有有它用。參數(shù)名不分分大小寫，，如“RAD”和和“Rad”是是一樣的。。所有的參參數(shù)都以大大寫形式存存儲。避免使用ANSYS標(biāo)識識，如STAT,DEFA,和和ALL。耦合場分析析ANSYS講義———劉恒A.定義參參數(shù)咯隅鞋劃順順救更怕殉殉姨潑莫互互略舟憶裂裂裁酵僳巢巢別淡鯉棲棲鞋熄閘臍臍媽舒閥耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng使用參數(shù)時時，只需在在對話框中中或通過命命令輸入?yún)?shù)名就行行了。例如,利利用參數(shù)定定義一個w=10，h=5的矩形,您可以使用用以下菜單單:Preprocessor>Create>Rectangle>By2Corners+或命令:/prep7blc4,,,w,h耦合場分析析ANSYS講義———劉恒B.使用參參數(shù)捷肘員泵枚枚棵潔職融融捉墟彰鉛鉛性謗至做做奈跺掌人人日酥唆薪薪單萬黑騰騰答疚菊耦耦合場分析析ANSYSliuheng耦合場分分析ANSYSliuheng注意:當(dāng)使用參數(shù)數(shù)時,ANSYS將立刻刻把參數(shù)名名換為它的的值。上一個例子子中的矩形形將被存為為10x5,而而不是wxh。。也就是說說，如