ANSYSWorkbench17.0实例：创建分析项目

2023-10-20 理论教育版权反馈

【摘要】：MPTEMP，1，0，695，700，1000MPDATA，ENTH，MATID，0.0，1.6857E+9，2.7614E+9，3.6226E+9注：这里通过插入命令行对材料在不同温度下的焓值进行输入。图9-19 对流参数1Step13：在Outline中选择Transient Thermal，再次选择Environment工具栏中的Convection选项，创建第二个Convection（热对流）选项。图9-21 设置Step16：在Outline窗口中右键选择Model→sand选项，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection选项，此时弹出图9-22所示的Selection Name对话框，在其中输入thesand，并单击OK按钮完成命名。

Step1：在Workbench主界面双击A2：Engineering Data进入Mechanical热分析的材料设置界面。

Step2：单击工具栏中的选项，此时进入图9-9所示的材料选择窗口，在出现的Outline of Schematic A2：Engineering Data栏中输入材料名称为shamo，在Properties of Outline Row4：shamo窗口分别添加Density、Isotropic Thermal Conductivity及Specific Heat三个属性，并分别将三个属性中的数值依次输入为1520、0.346及816。

图9-9 材料选择窗口

Step3：在Outline of SchematicA2：Engineering Data栏中输入材料名称feilun，在Properties of Outline Row5：feilun窗口添加Isotropic Thermal Conductivity属性，并将属性中的数值输入成随温度变化（见表9-1），如图9-10所示，在工具栏中单击中的X关闭材料设置窗口。

表9-1 输入的温度数值

图9-10 添加Isotropic Thermal Conductivity属性

Step4：双击主界面项目管理区项目A中的A4：Model项，进入图9-11所示的Mechanical界面，在该界面下可进行网格的划分、分析设置、结果观察等操作。

图9-11 Mechanical界面

Step5：选择Mechanical界面左侧Outlines（分析树）中的Geometry选项，此时即可在Details of“Geometry”（参数列表）中做图9-12所示的设置：在Definition→2D Behavior栏中选择Axisymmetric选项，此选项表示将当前二维几何模型设置为二维轴对称样式。

Step6：返回到Outline，并选择Model（A4）→Geometry→sand选项，在下面出现的Details of“sand”详细设置面板中，选择单击参数列表Material下Assignment黄色区域后的，此时会出现刚刚设置的材料shamo，选择即可将其添加到模型中去，如图9-13所示。

图9-12 轴对称设置

图9-13 材料

Step7：选择Model（A4）→Geometry→wheel选项，在下面出现的图9-14所示的Details of“wheel”详细设置面板中，选择单击参数列表Material下Assignment黄色区域后的，此时会出现刚刚设置的材料feilun，选择即可将其添加到模型中去。

Step8：右键选择Model（A4）→Geometry→wheel选项，此时在弹出的图9-15所示的快捷菜单中依次选择Insert→Commands命令。

图9-14 材料

图9-15 插入命令

Step9：选择wheel下面的Commands（APDL）选项，此时右侧的绘图区域将变成图9-16所示的命令窗口，在这里可以进行编程。

图9-16 命令窗口

Step10：在右侧命令行窗口中输入如下命令，如图9-17所示。

MPTEMP，1，0，695，700，1000

MPDATA，ENTH，MATID，0.0，1.6857E+9，2.7614E+9，3.6226E+9

注：这里通过插入命令行对材料在不同温度下的焓值进行输入。

图9-17 命令行

Step11：在Outline中选择Transient Thermal（A5），并选择Environment工具栏中的Convection选项，如图9-18所示，创建Convection（热对流）。

图9-18 对流

Step12：在Outline中选择Convection选项，在下面出现的图9-19所示的Details of“Convection”详细设置面板中作如下操作：在Geometry栏中确保几何体右侧的边线被选中；在Film Coefficient栏中输入对流系数为7.5；在Ambient Temperature栏中输入温度为30，其余保持默认即可。

图9-19 对流参数1

Step13：在Outline中选择Transient Thermal（A5），再次选择Environment工具栏中的Convection选项，创建第二个Convection（热对流）选项。

Step14：在Outline中，选择Convection2选项，在下面出现的图9-20所示的Details of“Convection2”详细设置面板中作如下操作：在Geometry栏中确保几何体上下边线被选中；在Film Coefficient栏中输入对流系数为5.75；在AmbientTemperature栏中输入温度为30，其余保持默认即可。

图9-20 对流参数2

Step15：单击Outline中的Transient Thermal（A5）下面的Analysis Settings，在下面出现的图9-21所示的Details of“Analysis Settings”详细设置面板中作如下设置：在Step End Time栏中输入2.4e+005s；在Auto Time Stepping栏中选择On；在Define By栏中选择Time；在Initial Time Step栏中输入1.e-002s；Mimimum Time Step栏中输入1.e-002s；Maximum Time Step栏中输入20s；在Solver Type栏中选择Iterative选项；在Line Search栏中选择On选项；在Nonlinear Formulation栏中选择Full选项，其余保持默认即可。

图9-21 设置

Step16：在Outline窗口中右键选择Model（A4）→sand选项，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection选项，此时弹出图9-22所示的Selection Name对话框，在其中输入thesand，并单击OK按钮完成命名。

图9-22 命名1

Step17：在Outline窗口中右键选择Model（A4）→wheel选项，在弹出的快捷菜单中选择Create Named Selection选项，此时弹出图9-23所示的Selection Name对话框，在其中输入thewheel，并单击OK按钮完成命名。

图9-23 命名2

Step18：在Outline窗口中右键选择Named Selections选项，此时绘图窗口中，图9-24所示的几何体被选中。

图9-24 选择几何体

Step19：右键选择Transient Thermal（A5），弹出图9-25所示的快捷菜单，从中依次选择Insert→Commands选项。

图9-25 插入命令

Step20：选择wheel下面的Commands（APDL）选项，在右侧命令行窗口中输入如下命令，如图9-26所示。

(www.chuimin.cn)

图9-26 输入命令行

Step21：在Outline窗口中依次选择Connections→Contacts→Contact Region选项，在下面出现的图9-27所示的Details of“Contact Region”详细设置面板，在Thermal Conductance栏中输入10000，单位默认。

图9-27 设置参数

Step22：返回到Transient Thermal（A5）→Commands（APDL）选项中，在后面添加以下两行命令，如图9-28所示。

neqit，100

lnsrch，on

图9-28 添加命令行

Step23：在Outline栏中，右键选择Mesh选项，弹出图9-29所示的快捷菜单，从中依次选择Insert→Sizing选项，进行网格大小设置。

图9-29 快捷菜单

Step24：在Outline栏中，单击Mesh下面的Face Sizing选项，在下面出现的Detail of“Face Sizing”-Sizing详细设置面板中作如下操作：在Geometry栏中选中sand几何；在Element Size栏中设置网格大小为2.e-003m，其余保持默认即可，如图9-30所示。

图9-30 网格设置

Step25：选择Mesh选项，弹出图9-31所示的Details of“Mesh”详细设置面板，在Physics Preference栏中选择CFD选项；在Relevance栏中输入50，其余默认即可。

Step26：右键选择Mesh选项，在弹出的快捷菜单中选择General Mesh，经过一段时间的网格划分，划分完的网格如图9-32所示。

图9-31 网格设置

图9-32 划分完成的网格

Step27：选择Outline窗口中的Coordinate System选项，然后单击工具栏中的按钮，创建用户坐标系，在下面出现的图9-33所示的Details of“Coordinate System”详细设置面板中作如下设置：在Define By栏中选择Global Coordinates选项；在Origin X栏中输入1.5e-002m；在Origin Y栏中输入0m，其余默认即可，此时创建了第一个用户坐标系。

图9-33 创建坐标系

Step28：选择Outline窗口中的Coordinate System2选项，然后单击工具栏中的按钮，创建用户坐标系，在下面出现的图9-34所示的Details of“Coordinate System2”详细设置面板中作如下设置：在Define By栏中选择Global Coordinates选项；在Origin X栏中输入0.105m；在Origin Y栏中输入0m，其余默认即可，此时创建了第二个用户坐标系。

图9-34 创建第二个坐标系

Step29：选择Outline窗口中的Coordinate System3选项，然后单击工具栏中的按钮，创建用户坐标系，在下面出现的图9-35所示的Details of“Coordinate System3”详细设置面板中，在Define By栏中选择Global Coordinates选项；在Origin X栏中输入0.195m；在Origin Y栏中输入0m，其余默认即可，此时创建了第三个用户坐标系。

图9-35 创建第三个坐标系

Step30：选择Outline窗口中的Coordinate Systems选项，将出现三个坐标系，如图9-36所示。

图9-36 三个用户定义坐标系

Step31：在Outline窗口中，右键单击Solution（A6）选项，在弹出的图9-37所示的快捷菜单中依次选择Insert→Probe→Temperature选项，创建温度探测工具。

图9-37 探测工具

Step32：此时在Solution（A6）下面出现了Temperature Probe选项，单击该选项，下面出现图9-38所示的Details of“Temperature Probe”详细设置面板，在其Location栏中选择用户自定义的Coordinate System选项。

Step33：重复上一步操作，插入第二个温度探测工具，程序自动命名为Temperature Probe 2，单击该选项，下面出现图9-39所示的Details of“Temperature Probe 2”详细设置面板，在其Location栏中选择用户自定义的Coordinate System 2选项。

图9-38 设置Temperature Probe

图9-39 设置Temperature Probe 2

Step34：重复上一步操作，插入第三个温度探测工具，程序自动命名为Temperature Probe 3，单击该选项，下面出现图9-40所示的Details of“Temperature Probe 3”详细设置面板，在其Location栏中选择用户自定义的Coordinate System3选项。

Step35：在工具栏中单击按钮，下面出现图9-41所示的Details of“Chart”详细设置面板，在Outline Selection栏中确保上面的三个温度探测选项被选中，此时Outline Selection后面的栏中显示出3Objects，同时右侧显示出不同时刻三个探测工具探测到的温度曲线。