【优质文档】workbench热力学与结构力学多物理场耦合仿真.pdf
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1、Workbench 热应力与结构应力多物理场耦合仿真 这是分析的例子ANSYS 实例数据( ANSYS WORKBENCH 14.5版本) fenxi.rar 自己做的一个小例子,下图所示刚基板受热,热传导到陶瓷上,两种材料热膨胀系数不一 样,受热速度不一样,导致温度不一样,热导致两种材料发生热应力 也可以坚固基板的四个螺钉孔,分析热导致的结构应力 ANSYS workbench 中建立瞬时热分析,再建立结构分析,结构分析共用热分析结果。如下 图所示: 在 DM 中,导入 PRO/E 建立的模型 在 model 中进行前处理 给两个 PART 添加材料属性 发现没有陶瓷的材料,所以要添加陶瓷的
2、材料属性。 进入到材料属性中,又发生陶瓷的材料属性太少,只有一点热传导率和比热容,要新加弹性 模量才能结构分析,还要增加热膨胀系数 给陶瓷新增热膨胀系数,弹性模量 刷新材料属性 给陶瓷,铁添加材料属性 焊接,在这里假设为绑定接触 接触的类型多, 且复杂, 最难设置的就是接触边界条件,如果接触没有设置对,仿真结果完 全不对,或者不收敛。特别是螺钉的接触设置,带间隙的接触 划分网格,自由划分如下,明显感觉陶瓷划分不好 使用multizone 网格 分析时间改为50S 后的结果 在一个面加载150 度温度,查看50S 后的结果 分析后温度场 由于前面已经增加了结构分析,所以分析里面已经有结构的分析项 直接查看不对基板进行约束的,自由状态的结构应力图: 对基板螺钉孔进行固定约束,再查看结果: 增加约束 最大应力在螺钉固定区 大家关注的是陶瓷的应力,所以可以单独查看陶瓷应力 增加螺钉后, 陶瓷与基板的接触应力变大了,肯定是螺钉固定基板,导致基板的形变发生变 化,引起接触区域的变形更大导致。这时需要优化螺钉的固定位置。
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