基于ANSYS的切削加工过程温度场的分析论文

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ANSYS 温度场分析

加载可能有问题，注意对照书中的例子，对热分析不了解。但我看你是把材料1都选中了，然后加了温度40度，这样不对，应该把那个面选中，然后选中面上所有的节点，耦合这些节点的自由度，然后加温度。你这个D和DA的加载命令最好跟书中保持一致。追问那个40度是材料本身的原始温度。如果只加表面的话，会不会只是指的它的表面温度。回答温度可以加在单元上吗？我理解是把所有材料1的节点选中，耦合温度自由度，然后加在其中一个节点上。追问恩，昨天我也发现那个地方错了，已经改过，但基本靠自己摸索了。先不要着急把自己的结果做出来，先看看书，理解一下各种单元的含义，理评价谢谢你这么用心。
刚学习用ANSYS进行温度场分析，情况是这要的，一块铝板放在干冰上，分析铝板（初始温度定为40度）的温度杨分布。分析出来的结果与实验相差太大。主要体现在分析出来的冷冻速度太快了。1S的时候温度就已经达到了零下40多度了。分析了各种原因，参数选的都对，不知道是不是不能直接将干冰的-78度直接加载到铝板的一个面上。命令流如下，不知道有没有错误。FINISH/CLEAR/FILNAME,3D imprinting/TITLE, The Transient Thermal Analysis Of MultiScaffold/UNITS,SI/PREP7ET,1,SOLID70LB1=214 !定义铝的导热系数TH_AL=0.003 !铝板的厚度AP=100 !定义对流换热系数MP,C,1,900MP,KXX,1,LB1MP,DENS,1,2780!**************建模*****************!创建铝板CYLIND,0,0.005,-TH_AL,0,-60,60CYLIND,0.005,0.01,-TH_AL,0,-60,60VGLUE,ALLNUMCMP,ALL!材料属性VSEL,S,,,1VSEL,A,,,2VATT,1,1,1ALLSEL,ALL!划分网格ESIZE,0.0004MSHKEY,1VSWEEP,ALL!*****进行稳态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTIMINT,OFFESEL,S,MAT,,1D,ALL,TEMP,40TIME,0.1KBC,0ALLSEL,ALLSOLVE!*****进行瞬态分析********/SOLUANTYPE,TRANSTRNOPT,FULLTIME,50KBC,1DELTIME,1,1,2AUTOTS,ONTIMINT,ONOUTRES,ALL,ALL!**施加载荷**DDELE,ALL,TEMPDA,1,TEMP,-78DA,7,TEMP,-78ASEL,S,AREA,,2ASEL,A,AREA,,8SFA,ALL,,CONV,AP,25ALLSEL,ALLSOLVE

基于ANSYS的温度场仿真分析

基于ANSYS的温度场仿真分析引言：在工程领域中，温度场分布的仿真分析是一项重要的工作。

温度场分布的准确预测和优化设计对于许多工业过程和产品的设计和改进至关重要。

在这里，我们将介绍一种基于ANSYS软件的温度场仿真分析方法。

一、ANSYS软件简介ANSYS是一种广泛使用的通用有限元分析（FEA）软件。

它提供了强大的功能，可以进行多种物理和工程仿真分析。

其中，温度场分布的仿真分析是ANSYS的一个主要功能之一二、温度场仿真分析的步骤1.几何建模：使用ANSYS的几何模块进行物体的几何建模。

可以通过绘制二维或三维几何形状来定义和创建模型。

2.网格划分：对几何模型进行网格划分，将其划分为小的单元，以便进行离散化计算。

网格划分的质量直接影响到仿真结果的准确性和计算速度。

3.边界条件设置：根据具体的问题，设置物体表面的边界条件。

边界条件包括固定温度、传热系数、对流换热等。

边界条件设置的准确与否对温度场的分布有重要影响。

4.材料属性定义：为物体的各个部分定义材料属性，包括热导率、热容量等。

这些属性是模型中的重要参数，直接影响到温度场的分布。

5.求解和后处理：设置求解算法和参数，开始进行仿真计算。

求解器根据网格和边界条件，通过计算方程的数值解确定温度场的分布。

计算完成后，可以进行后处理，生成温度场分布的图表和报告。

三、温度场仿真分析的应用温度场仿真分析在多个工程领域中得到广泛应用。

以下是几个示例：1.电子设备散热优化：通过温度场仿真分析，可以评估电子设备中的热量分布，优化散热设计，确保电子设备的正常运行和寿命。

2.汽车发动机冷却系统：通过温度场仿真分析，可以预测汽车发动机冷却系统中的温度分布，优化冷却器的大小和位置，提高冷却效果。

3.空调系统设计：通过温度场仿真分析，可以预测房间内的温度分布，优化空调系统的风口布置和参数设置，实现舒适的室内温度。

4.熔炼和混合过程优化：通过温度场仿真分析，可以预测熔炼和混合过程中的温度分布，优化加热和冷却控制，提高生产效率和产品质量。

基于ANSYS电火花线切割加工的温度场分析

识并不完整，没有一个确切的理论能对ＷＥＭ还Ｄ
加工过程进行概括。因而，ｗＥＭ性能的评价对Ｄ
和优化，大多数情况下只能依靠不断的实验和经绝验总结，而不能事先对加工过程进行较精确的预测，从而导致了在研究和实际加工中的盲目性，向了影ｎ
Ｃｈｎｏｈ，ＬｉｈｄｎｅｇＧｕｚｕｕＺｉｏｇ，ＴｉｎＺｎｊｎａｏｇｕ，Ｈｕｎｎｕ，ＬｉｉｎｕａｇＹｉｈｉａｊｎＪ
（ＮａｊｇＵｎｖｒｉｆｅｏａｔｓａｄＡｔｎｕｉ，ｎｎ１０６Ｃｉａ）ｎｉｉｓｙｏｒｎｕｉｎｓｒａｔｓＮａｊｇ２０１，ｈｎｎｅｔＡｃｏｃｉ
（Ｄ）ａｄｔｅｔｍｅａｕｅｉｄｏ５ｓｅｉａａｚｄｂｓｄｏｎｔｅｍｅｔｎｓｇｅｐｌｉＷＥＭ，ｎｈｐｒｔｒｅｆ一ｅｌｓｎｌｅａｅｎｆｉｌｎｎｌｕｓｄｓｅｆｌ４ｔｙｉｅｅｉｉ — ｅ —
《电加工与模具｝０８２０年第６期
设计・线切割加工的温度场分析
程国柱，志东，宗军，因慧，刘田黄李建军
（南京航空航天大学江苏省精密与微细制造技术重点实验室，江苏南京２０１１０６）
摘要：建立了电火花线切割加工单脉冲放电模型，并利用有限元法分析了对４进行单脉冲５钢放电时的温度场。分析了单脉冲情况下的放电凹坑形貌；讨了放电参数对切割表面形貌及表面探

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展，焊接技术已经成为一种不可或缺的加工工艺。

焊接过程中的温度场及应力分布情况，对于焊缝的形成、质量及产品的整体性能都具有至关重要的影响。

为了准确了解和控制焊接过程，并优化工艺参数，本文以ANSYS为平台，进行了基于焊接温度场和应力的数值模拟研究。

二、焊接数值模拟的研究背景与意义焊接是一个涉及高温、材料相变和热力耦合的复杂过程。

传统的焊接工艺控制主要依赖于经验和实践，然而，这往往难以精确地预测和控制焊接过程中的温度场和应力分布。

因此，通过数值模拟的方法来研究焊接过程，不仅可以提高焊接质量和效率，还可以为工艺优化提供理论依据。

三、ANSYS在焊接数值模拟中的应用ANSYS是一款功能强大的工程仿真软件，可以模拟各种复杂的物理现象。

在焊接数值模拟中，ANSYS可以用于分析焊接过程中的温度场、应力场、变形等。

通过建立合理的物理模型和数学模型，ANSYS可以准确地模拟出焊接过程中的温度变化和应力分布。

四、研究方法与模型建立1. 物理模型建立：根据实际焊接件的几何尺寸和材料属性，建立相应的物理模型。

2. 数学模型建立：根据传热学、热力学和力学原理，建立焊接过程中的温度场和应力场的数学模型。

3. 网格划分：对物理模型进行网格划分，以便进行后续的数值计算。

4. 边界条件和材料属性设定：根据实际焊接条件，设定边界条件和材料属性。

五、焊接温度场的数值模拟研究1. 温度场模拟结果：通过ANSYS软件进行数值计算，得到焊接过程中的温度场分布情况。

2. 温度场分析：对温度场分布进行分析，了解焊接过程中的温度变化规律和热影响区范围。

3. 工艺参数优化：根据温度场模拟结果，优化焊接工艺参数，以提高焊接质量和效率。

六、焊接应力的数值模拟研究1. 应力场模拟结果：通过ANSYS软件进行数值计算，得到焊接过程中的应力场分布情况。

2. 应力场分析：对应力场分布进行分析，了解焊接过程中的应力变化规律和残余应力的分布情况。

基于ANSYS的温度场仿真分析

测试实验，来判定绝缘材料的绝缘性能。因此，有必要研究恒温
式中：［Ｃ］为比热矩阵，考虑系统内能的增加：［Ｋ］为传导矩
阵，包含导热系数、对流系数及辐射率和形状系数；｛Ｔ｝为节点温
度向量；｛Ｔ｝为温度对时间的导数；｛Ｑ（ｔ）｝为节点热流率向量，包含热生成。温度箱中温度场的热分析属于瞬态热传导过程。
绝缘材料在高温条件下长期运行会造成热老化，使绝缘性能下降，在高压作用下易击穿。为进一步研究绝缘材料热老化特性，需将绝缘材料放置在温度箱内长时间加热，再进行绝缘特性
元类型、定义材料相
导热系数比热容
（Ｗｌｍ・ｘ、Ｊ／ｋｇ ‘ Ｋ
０．１２１０３０
生热率
Ｗ／ｍ３
密度
ｋｇ／ｍ
１．２型通用有限元分析软件，能够进行机械应
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基于ＡＮＳＹＳ的温度场仿真分析
基于ＡＮＳＹＳ的温度场仿真分析
ＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＦｉｅｌｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
潘从芳娄毅蔺红张起瑞杨一胡贺明
（新疆大学电气工程学院，新疆鸟鲁木齐８３００４７）

基于Ansys的金属切削过程分析研究

江苏科技大学本科毕业设计（论文）学院机电与汽车工程学院专业机械电子工程学生姓名周华兵班级学号1145523238指导教师邱小虎二零一五年六月江苏科技大学本科毕业论文基于Ansys的金属切削过程分析研究Research on metal cutting process based on Ansys摘要本文通过对金属切削过程进行深入的理论分析，以材料变形的弹塑性有限元理论为基础，建立了45号钢材料的正交切削有限元分析模型，借助大型商业有限元软件ANSYS 强大的大变形分析功能，对45号钢材料正交金属切削过程进行了模拟分析。

对切削过程中的两个重要部分：应力场、温度场进行模拟分析。

由于在现有的ANSYS软件中，用于切削过程分析中的直接热结构耦合单元较少，且分析过程大多不稳定，难度较大，在本文中分别采用不同的单元类型和分析类型将应力和热分开分析，得到更稳定直观的分析结果。

在应力场分析中，讨论了工件的残余应力、残余应变、切削过程中工件、切屑、刀具的应力分布，以及工件与切屑的接触类型，切削分离等问题。

在温度场分析中，单独考虑工件与刀具的接触类型，为相对滑动，因此建立了两者的滑动摩擦分析模型，通过模拟切削过程中的摩擦生热，分析了工件和刀具在切削过程中的温度场分布。

通过对金属切削过程的模拟研究，能得到直观的变量数据，对深入研究切削机理、设计和选用相关的切削工艺参数提供重要的理论指导和参考依据。

关键词：ANSYS；金属切削；有限元；应力场；温度场AbstractMetal cutting process is theoretically analyzed in the paper，Based on the elastic-plastic finite element theory of material deformation，The FEA model of the orthogonal cutting of 45 steel materials is established，With the large commercial finite element software ANSYS powerful large deformation analysis function，A simulation analysis of the orthogonal metal cutting process of the 45 steel material is carried out.Two important parts of cutting process: stress field and temperature field simulation analysis.Because of the existing ANSYS software, the direct thermal structure coupling unit is less, and the analysis process is mostly unstable, and it is difficult to process.In this paper, the stress and heat of different element types and analysis types are separately analyzed, and more stable and intuitive results are obtained.In the analysis of stress field, and discusses the workpiece residual should force, residual strain, cutting in the process of workpiece and cutting chip, tool stress distribution, and the workpiece and chip contact type, the cutting separation.In the temperature field analysis, the contact types of the workpiece and the cutter are considered separately, and the sliding friction model is established,Through the simulation of friction heat in the cutting process, analyzes the distribution of workpiece and cutting tool in the cutting process the temperature field.Through the simulation study on the metal cutting process, intuitive variable data, in-depth study of cutting mechanism, design and selection of the cutting parameters provide important theoretical guidance and reference for.Keywords: ANSYS;metal cutting;FEA;stress field; temperature field目录第一章绪论------------------------------------------------------------ 1 1.1 研究的目的和意义---------------------------------------------------- 11.1.1研究目的---------------------------------------------------------11.1.2研究意义---------------------------------------------------------2 1.2金属切削过程有限元模拟的国内外研究现状-------------------------------21.2.1国外研究现状-----------------------------------------------------21.2.2国内研究现状-----------------------------------------------------3 1.3金属切削模拟技术存在的问题-------------------------------------------3 1.4 ANSYS----------------------------------------------------------------41.4.1简介-------------------------------------------------------------41.4.2 ANSYS分析计算流程----------------------------------------------- 5 1.5本论文的主要工作-----------------------------------------------------6 第二章金属切削理论基础------------------------------------ 72.1金属切削变形理论-----------------------------------------------------72.1.1金属切削过程概述-------------------------------------------------72.1.2金属切削变形的三个变形区域---------------------------------------7 2.2切削力的来源---------------------------------------------------------8 2.3金属切削过程中的应力-------------------------------------------------9 2.4金属切削温度场理论--------------------------------------------------112.4.1切削温度场的概述------------------------------------------------112.4.2切削热的产生与传出----------------------------------------------12 第三章金属切削过程的有限元建模与分析---------------------------143.1金属切削应力场的有限元分析------------------------------------------143.1.1建立几何模型----------------------------------------------------143.1.2材料属性及材料的本构关系----------------------------------------153.1.3建立有限元模型与网格划分----------------------------------------163.1.4定义接触对------------------------------------------------------173.1.5求解设置--------------------------------------------------------18 3.2金属切削温度场有限元分析--------------------------------------------203.2.1建立几何模型----------------------------------------------------203.2.2定义材料属性----------------------------------------------------203.2.3建立有限元模型与网格划分----------------------------------------203.2.4定义接触对------------------------------------------------------213.2.5求解设置--------------------------------------------------------22 第四章金属切削有限元分析结果-------------------------------------244.1金属切削应力场有限元分析结果----------------------------------------244.1.1切屑等效塑性应变分布--------------------------------------------244.1.2切屑等效应力分布------------------------------------------------264.1.3刀具的应力分布--------------------------------------------------29 4.2金属切削温度场有限元分析结果----------------------------------------32 第五章总结与展望----------------------------------------------------345.1总结----------------------------------------------------------------34 5.2未来展望------------------------------------------------------------34 致谢-------------------------------------------------------------------- 36参考文献--------------------------------------------------------------- 37第一章绪论1.1研究的目的和意义1.1.1研究目的在机械制造行业中，金属切削是一种非常重要的加工方式。

基于AnsysWorkbench雅阁ISG温度场仿真分析

基于AnsysWorkbench雅阁ISG温度场仿真分析本文基于Ansys Workbench对雅阁ISG的温度场进行了仿真分析。

ISG是内燃机启动器和发电机的组合装置，也称为轴承式起动机（Starter Generator，简称SG），是目前汽车发动机的“绿色”起动技术之一。

首先，我们需要构建ISG的三维模型，并设置ISG工作时的工况条件，包括工作电流、转速等。

然后，我们将模型导入Ansys Workbench中，通过选择热传导法，建立ISG的温度场分析。

在分析过程中，我们可以将ISG的温度场分为静态和动态两种情况进行分析。

其中，静态分析主要用于分析ISG在静止状态下的温度分布情况，而动态分析则可以直观地反映ISG在工作状态下的温度场分布情况。

通过静态分析，我们可以发现ISG在不同位置的温度分布存在一定的差异。

其中，发电机部分温度分布状态相对均匀，而起动机部分温度分布则表现出较强的集中性，这主要是由于起动机部分工作时电磁场的分布差异所导致的。

而通过动态分析，我们可以得知ISG在不同工作状态下的温度分布情况也会有所不同。

例如，在高负载状态下，ISG的温度分布相对均匀而稳定，在低负载状态下则出现温度分布的不均匀性。

最后，我们可以对ISG的改进进行模拟分析，以寻找最优的改进方案。

例如，可以通过对ISG内部的散热结构进行优化设计，以提高ISG的散热效率并减少温度的集中分布。

综上所述，通过Ansys Workbench的仿真分析，我们可以深入研究ISG的温度场分布情况，并寻找最优的改进方案，以提高ISG的效率和稳定性。

此外，在ISG使用过程中，温度对于ISG的运行状态有着重要的影响。

温度过高会导致ISG内部元件的热膨胀而失去原本的机械性能，从而导致ISG的故障或损坏，进一步影响到整个发动机的运行状态。

因此，在ISG的设计过程中，需要考虑机械结构和散热系统的优化，以确保其能够承受各种环境下的温度影响而稳定运行。

基于ANSYS的温度场计算

基于ANSYS的温度场计算随着科技的进步，现代工程设计往往需要考虑一系列的复杂因素，其中一个重要的因素就是温度场分布。

温度场计算是工程设计中的一项重要任务，它能够帮助工程师确定材料的热传导性能、预测材料的热应力以及确定结构的热舒适性。

ANSYS是一款常用的工程仿真软件，它提供了强大的温度场计算功能。

在ANSYS中，温度场计算通常通过有限元方法实现。

有限元方法是一种将实际物体划分成许多小单元，通过对每个小单元进行数值计算来近似解决连续问题的数值方法。

在进行温度场计算之前，首先需要为模型建立几何模型。

ANSYS提供了几何建模工具，可以通过绘制几何形状或导入现有模型来快速创建几何模型。

一旦几何模型建立完成，接下来需要为模型设定边界条件。

边界条件包括热源、散热边界和绝热边界等。

对于边界条件的设定需要根据具体的问题需求进行合理的选择。

在边界条件设定完成后，就可以进行网格划分了。

网格划分是指将连续分布的模型划分成有限个小单元的过程。

ANSYS提供了多种网格划分算法和工具，可以根据模型的复杂程度和计算精度需求选择合适的网格划分方法。

一般来说，网格划分的精细程度会直接影响计算结果的准确性和计算效率。

完成网格划分后，就可以进行温度场计算了。

在ANSYS中，温度场计算可以使用传导模块或者多物理场模块。

传导模块适用于只考虑热传导的问题，而多物理场模块则可以考虑多种物理过程的相互作用。

通过设置合适的物理参数和材料属性，ANSYS可以对模型进行温度场的模拟和计算。

在计算过程中，ANSYS会根据初始条件和边界条件，求解模型的温度分布，并输出相应的结果。

温度场计算结果的解释和分析是温度场计算的最后一步。

ANSYS提供了丰富的后处理功能，可以对计算结果进行可视化展示和分析。

通过后处理功能，工程师可以直观地了解模型的温度分布情况，进一步评估设计的合理性，并根据需要进行优化。

综上所述，基于ANSYS的温度场计算是一项非常重要的工程设计任务。

基于Ansys的金属切削过程分析研究

对切削过程中的两个重要部分：应力场、温度场进行模拟分析。

在应力场分析中，讨论了工件的残余应力、残余应变、切削过程中工件、切屑、刀具的应力分布，以及工件与切屑的接触类型，切削分离等问题。

通过对金属切削过程的模拟研究，能得到直观的变量数据，对深入研究切削机理、设计和选用相关的切削工艺参数提供重要的理论指导和参考依据。

基于ANSYS的切削加工过程温度场的分析论文

基于ANSYS的切削加工过程温度场的分析论文切削加工过程温度场的分析是机械加工中的重要研究内容之一、通过对切削过程中的温度分布和变化规律的分析，可以有效改善切削过程中的工艺参数和加工效果，提高零件的质量和寿命。

本文将基于ANSYS软件对切削加工过程温度场进行分析。

首先，需要了解切削加工过程中的温度产生机制。

在切削过程中，由于主切削速度和进给速度较高，切削刀具与被加工材料之间会产生摩擦和热量，从而导致切削区域的温度升高。

同时，切削过程中还存在边切边断的现象，这种交替性的切削形态也会使温度场产生变化。

因此，对切削加工过程温度场的分析需要考虑切削区域的摩擦热、切削力和刀具材料的导热性能等因素。

接下来，选择合适的切削模型和材料参数进行模拟。

ANSYS软件提供了多种模拟方法和材料数据库，可以根据实际情况选择适合的切削模型和材料参数。

在建立切削模型时，需要考虑刀具的几何结构、工艺参数和被加工材料的物理性质等因素。

同时，还需要设置适当的初始条件和边界条件，以便对切削过程中的温度进行分析。

在进行模拟计算时，首先需要对切削过程进行离散化处理，将加工区域划分成小的单元网格。

然后，根据切削过程中的热量传导和流动等物理过程，建立温度场的动态方程。

利用ANSYS软件提供的求解器，可以对温度场的变化过程进行数值模拟计算。

根据求解结果，可以得到切削区域的温度分布图和温度曲线，并进一步分析切削过程中的温度变化规律和影响因素。

最后，根据温度场的分析结果，可以对切削过程中的工艺参数进行优化。

例如，可以通过合理的润滑剂选择、刀具材料改进和切削速度调节等方式，降低切削区域的温度。

同时，还可以对切削工艺进行改进，减少切削过程中的摩擦和热量产生，提高切削效率和质量。

综上所述，基于ANSYS的切削加工过程温度场分析是一项重要的研究工作。

通过对切削过程中的温度分布和变化规律的分析，可以为切削过程的优化提供理论指导和技术支持。

基于ANSYS的切削加工过程温度场的分析论文

论文题目:基于ANSYS的切削加工过程温度场的分析学生姓名：所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：完成时间：摘要在切削金属过程中所消耗的能量几乎90% 以上都转化为热, 致使工件、切屑和刀具的温度都上升, 其中刀具的温升与切削机理及切削参数密切相关, 并且直接影响刀具的磨损及其使用寿命.以传热学为基础,用有限差分数值方法, 对二元切削加工过程中切削区域温度场进行了计算机模拟。

并以金刚石和硬质合金刀具切削钛合金为例, 进行了切削温度计算。

经ANSYS分析, 模拟计算效果图与实测切削温度值吻合良好。

这不削计算机模拟是可行的,同时也为探索难加工材料的切削加工特性提供了一种新的解析方法,可节省大量实验,为进一步预测最佳切削过程、指导新型刀具材料的开发奠定了基础。

关键词：ANSYS，切削温度，解析预测，有限差分AbstractBased on heat transfer, by using a finite difference numerical method and per2sonal computer, temperature field at cut ting area in two dimensional machining processes is pre2dicted. Take machining titanium alloy by using diamond too l and carbide too l for examples, the cutting temperature is calculated. The calculated temperature is in good agreement with that measured. This indicates that computer simulation of cutting temperature is applicable. It also provides a new analytic method for the study of cutting and processing features of hard process2ing materials. A large amount of experiments will be saved thus. It lay a for p redict2ingthe optimum cut ting process and instructing the development of new cutter materials.Key words：ANSYS，Cut ting temperature，Analytic prediction，Finite difference目录1绪论 (1)1.1概述 (1)1.2 研究切削温度的意义 (1)1.3 切削温度在国内外的研究现状 (2)1.4研究目的、意义和内容 (2)2.ANSYS软件简介 (3)2.1 ANSYS 的定义 (3)2.2 ANSYS软件的内容 (3)2.3 ANSYS软件提供的分析类型 (4)3 ANSYS 对物体的热分析 (5)3.1热分析简介 (5)3.2 ANSYS热分析特点 (5)4 ANSYS在实例中的应用 (6)4.1 定义工作文件名和工作标题 (6)4.2 定义单元类型 (7)4.3 定义材料性能参数 (8)4.4建模 (12)4.5划分网格 (15)4.6加载求解 (18)4.7查看结果 (22)4.8 结果分析 (22)5致谢 (23)6参考文献 (24)1绪论1.1概述在机械制造业中,虽然已发展出各种不同的零件成型工艺,但目前仍有90 %以上的机械零件是通过切削加工制成。

基于ANSYS的切削加工受力分析

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：基于ANSYS的切削加工受力分析学生姓名：李敏芝所在院系：机电学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：付素芳王占奎完成时间：2009年5月摘要金属切削是机械制造行业中的一类重要的加工手段。

早在一百多年前人们就已经开始了对金属切削过程的研究。

由于金属切削本身具有非常复杂的机理，用传统的研究方法研究非常困难。

本文应用有限元分析方法，利用材料变形的弹塑性理论及金属切削基本原理，建立工件材料的模型,借助大型商业有限元分析软件ANSYS, 通过输入材料性能参数、建立有限元模型、施加约束及载荷、计算, 对正交金属切削的受力情况进行了模拟。

最后得出应力云图，进行切削加工中的工件和刀具的受力情况分析。

关键词：有限元分析，ANSYS,金属切削AbstractMetal-cutting machinery manufacturing industry in a class of important means of processing. As early as more than 100 years ago, people have begun the process of metal cutting research. As a result of metal-cutting itself is very complex mechanism, using the traditional method of study very difficult. In this paper, finite element method, using materials of the elastic-plastic deformation theory and the basic principles of metal cutting, the establishment of the workpiece material model, with large commercial finite element analysis software ANSYS, the importation of material properties through the establishment of the finite element model, to impose constraints and load calculated for the orthogonal metal cutting forces are simulated. Came to the conclusion that the stress image, the cutting of the workpiece and tool in the analysis of the forces.Key words: finite element analysis, ANSYS, metal-cutting1绪论金属切削是机械制造行业中的一类重要的加工手段。

用于ANSYS切削温度场仿真的刀具传热边界分析

究中，有些求解条件是未知量，给计算带来一定难
ＤｕＨｏｎｇｙｉ，ＨｅＬｉｎ，ＺｈａｏＸｉａｎｆｅｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：３Ｄｗｅｔｃｕｔｔｉｎｇｉｓｎ’ ｔｓｉｍｕｌａｔｅｄｗｈｅｎｃｕｔｔｉｎｇ４２ＣｒＭｏｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈｍａｔｅｒｉａｌｓｅｍｐｌｏｙｉｎｇＴｈｉｒｄＷａｖｅＡｄｖａｎｔ — Ｅｄｇｅ — ｃｕｔｔｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅ，ｓｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｕｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｆｅｌｄｉｓｂａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ．Ｆｏｒｔｈｅｐｕｒｐｏｓｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｏｐｔｓＡｄｖａｎｔＥｄｇｅｔｏａｎａｌｙｚｅｃｕｔｔｉｎｇｆｏｒｃｅｓａｎｄｃｕｔｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｏｆ２Ｄｄｒｙｃｕｔｔｉｎｇ４２ＣｒＭｏ．ＡｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｕｔｔｉｎｇｔｈｅｏｙｒｏｆＭ．
ｔｙ・
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＮＳＹＳ；ＡｄｖａｎｔＥｄｇｅ；ｈｅａｔｔｒａｎｓｆｅｒｂｏｕｎｄａｙ；ｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｌｙａｓｉｓ

《2024年基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》范文

《基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究》篇一一、引言随着制造业和工业自动化技术的飞速发展，焊接技术已经成为一种不可或缺的加工工艺。

焊接过程中的温度场和应力分布直接影响焊接结构的质量和性能。

因此，对焊接温度场和应力的数值模拟研究变得尤为重要。

本文基于ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究，以期为焊接工艺的优化提供理论依据。

二、焊接温度场的数值模拟1. 模型建立首先，根据实际焊接工件尺寸和材料属性，建立三维有限元模型。

模型中需要考虑材料的热传导性能、热对流及热辐射等因素。

此外，还需要定义焊接过程中的热源模型，以模拟实际焊接过程中的热输入。

2. 材料属性及边界条件在模型中，需要定义材料的热传导系数、比热容、密度等热物理性能参数。

同时，还需考虑焊接过程中的环境温度、工件初始温度等边界条件。

3. 温度场数值模拟在ANSYS中，采用有限元法对模型进行热分析，求解焊接过程中的温度场分布。

通过设定不同的焊接工艺参数，如焊接速度、电流等，可得到不同时刻的温度场分布。

三、焊接应力的数值模拟1. 模型扩展在温度场数值模拟的基础上，进一步建立应力分析模型。

该模型需要考虑材料的热膨胀、相变等因素对应力的影响。

2. 应力计算在ANSYS中，采用弹性力学和塑性力学理论，对模型进行应力分析。

通过求解应力平衡方程，得到焊接过程中的应力分布。

3. 影响因素分析通过改变焊接工艺参数、材料性能等因素，分析其对焊接应力的影响。

同时，还需考虑残余应力的产生及分布规律。

四、结果与讨论1. 温度场结果分析根据数值模拟结果，可以得到焊接过程中的温度场分布。

通过分析不同时刻的温度场变化，可以了解焊接过程中的热循环规律。

此外，还可以通过对比不同工艺参数下的温度场分布，找出最佳焊接工艺参数。

2. 应力结果分析在应力分析方面，通过数值模拟可以得到焊接过程中的应力分布及变化规律。

分析结果表明，焊接过程中会产生较大的残余应力，这对焊接结构的安全性及使用寿命具有重要影响。

基于ANSYS的温度场计算

基于ANS‎YS的温度‎场计算ANSYS‎软件是融结‎构、流体、电场、磁场、声场分析于‎一体的大型‎通用有限元‎分析软件。

由世界上最‎大的有限元‎分析软件公‎司之一的美‎国ANSY‎S 开发，它能与多数‎C AD软件‎接口，实现数据的‎共享和交换‎，如Pro/Engin‎e er, NASTR‎A N, Alogo‎r, I－DEAS, AutoC‎A D等，是现代产品‎设计中的高‎级CAD 工‎具之一。

应用ans‎y s分析软‎件对一个具‎体的对象进‎行分析和计‎算时，完整的an‎s ys分析‎过程可分成‎三个阶段:即前处(Prepr‎o cess‎i ng)，前处理是建‎立有限元模‎型，完成单元网‎格剖分:求解(Solut‎i on)和后处理(Postp‎r oces‎s ing)，后处理则是‎采集处理分‎析结果，使用户能简‎便提取信息‎，了解计算结‎果。

下面分别进‎行说明。

Ansys‎的前处理Ansys‎的前处理技‎术一般由两‎部分组成:一、对求解场域‎进行离散，生成有限元‎网格;二、区域物理参‎数的处理。

网格剖分主‎要是实现对‎求解场域单‎元的自动剖‎分，自动把各个‎单元和节点‎进行编号，确定各节点‎的坐标、边界节点的‎编号等数据‎，形成一个数‎据文件，作为有限元‎程序的输入‎数据。

为了方便查‎看各单元剖‎分情况，判断合理性‎，还要绘制网‎格剖分图。

自适应网格‎剖分(Adapt‎i ve Mesh Gener‎a tion‎)及其加密技‎术是近年来‎a n sys‎温度场计算‎中发展比较‎快和比较完‎整的内容，它也属于a‎n sys的‎前处理范畴‎。

前处理程序‎是定义问题‎的程序，它安排所有‎必须进行汇‎编的实体数‎据。

它由可分开‎的两部分组‎成。

第一部分是‎几何图形和‎拓扑结构的‎描述，即该实体有‎一定几何形‎状和材料性‎质，这是对原型‎样机的结构‎仿真，我们通过第‎一部分的工‎作建立有限‎元分析实体‎模型。

基于ANSYS的加工中心进给系统热特性分析

ＴｈｅｒｍａｌＦｉｉｔｎｅＥｌｅｍｅｎｔＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＦｅｅｄｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆｔｈｅＭａｃｈｉｉｎｎｇＣｅｎｔｅｒＢａｓｅｄｏｎＡＮＳＹＳ
上进行滚珠丝杠的热一结构耦合分析，进而计算出丝杠轴在正常工作条件下的热变形，为进一步进
行热变形补偿提供依据。
关键词：ＡＮＳＹＳ；滚珠丝杠；热一结构耦合分析；热变形中图分类号：ＴＨ１３２．１；ＴＧ５０２文献标识码：Ａ
文章编号：１００１ —２２６５（２０１３）１２— ００２１ —０４
基于ＡＮＳＹＳ的加工中心进给系统热特性分析冰
郭松路，盛艳君，刘德平
（１．郑州大学机电一体化研究所，郑州
４５３００６）
ＧＵ０Ｓｏｎｇ — ｌｕ，ＳＨＥＮＧＹａｎ — ｊｕｎ，ＬＩＵＤｅ — ｐｉｎｇ（１．ＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，ＺｈｅｎｇＺｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００１，Ｃｈｉｎａ２．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆｎｕｍｅｒｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＸｉｎＸｉａｎｇＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，ＸｉｎｘｉａｎｇＨｅｎａｎ４５３００６，Ｃｈｉｎａ）

基于ansys的车床切削温度仿真研究

天津工业大学毕业设计（论文）题目：基于ansys的车床切削温度仿真研究姓名学院机械工程学院专业机械工程及自动化指导教师职称摘要切削温度是反映高速切削加工过程的一个童要的物性指标，是影响刀具磨损、刀具寿命和产品表面完整性及加工质量的重要因素，成为很重要的研究课题。

本论文建立切削区温度场的传热模型，用热源法对剪切热源和刀/屑摩擦热源的温度场进行理论计算，得出剪切热源产生的工件和切屑的温度场分布方程和刀/屑摩擦热源产生的刀具和切屑的温度场分布方程，最后求出二者共同作用下刀具和切屑的温度场分布方程。

建立热豁塑性有限元模型，运用ansys对切削过程中的温度场进行数值模拟。

得出切削过程中的温度场分布，最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域内。

最高温度随子步的变化曲线表明切削的初始阶段，温度上升很快，随着切削地进行，温度的变化趋于平缓，最后达到稳态。

切削达到稳态后，垂直已加工工件表面的温度变化曲线表明只有工件表面一薄层发生温度变化，工件内部温度几乎不变。

从刀/屑接触面上前刀面的温度分布曲线，可以看出刀具上温度的最高点并不在刀尖处，而是位于前刀上距离刀尖不远的地方。

在单因素条件下，分别改变切削速度、切削厚度和刀具前角，得出了切削速度、切削厚度和刀具前角对切削温度的影响曲线。

仿真结果与文献试验结果变化趋势一致。

关键词:ansys ; 切削温度 ; 热源法 ; 高速ABSTRACTCutting temperature during high speed machining operation has been recognized as a major factor that influences the tool life，the machined surface integrity and its quality.It has been an important research project.In the Paper，the heat transfer model of cutting temperature field has been built.Theoretic study about shear plane heat source and tool一chip interface friction heat source is carried out with the method of heat source.The temperature field distribution of chip and workpiece due to shear plane heat source is determined by this method.The temperature field distribution of chip and tool due to tool-chip interface friction heat source is also obtained.Then temperature field distribution of chip and tool due to combined both sources is derived.This paper builds thermo-viscoplastic model and carries out the finite element simulations of cutting temperature field by finite element software.The temperature field distribution indicates that the highest temperature focuses on the local region near to the tooltip at the tool-chip interface.From the dynamic cutting simulation，the curve of the highest temperature variation with step indicates that at the early stage of cutting，temperature increases very rapidly and its change is slower and slower during cutting period until reaching steady state.When reaching steady state cutting，the temperature variation curve of machined surface along cutting depth direction indicates that the temperature only a thin layer of work Piece rise while the local workpiece temperature doesn't change much.During steady state cutting process，the maximum temperature occurs away from the tooltip rather not the tooltip can be obtained from the rake face temperature curve of the tool-chip interface.The effect of the cutting parameters such as cutting velocity，the cutting depth，rake angle on the cutting temperature has been studied.The computed conclusions show good agreement with those of literatures. Keywords: ansys；cutting temperature ；heat source method ；high speed目录第一章绪论............................ 错误!未定义书签。

基于ANSYS LS-DYNA的金属切削技术研究

基于ANSYS/ LS-DYNA的金属切削技术研究摘要：运用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对WC硬质合金刀具切削45#钢的过程进行有限元仿真。

分析了建立有限元模型时的关键技术，研究了切削的应力变化过程，并对切削速度、切削厚度和刀具前角对切削力的影响进行了分析，可为金属切削技术的研究提供参考。

关键词：金属切削;应力;切削力0 引言金属切削加工是指利用金属切削刀具从毛坯或半成品上切去多余的材料，从而获得符合预定技术要求的零件或半成品的一种加工技术。

计算机技术的发展推动了金属切削加工模拟技术的进步,有限元法应用于加工过程的模拟,具有动态性、高度非线性等特点。

仿真结果能够达到所需的精度，可靠性高，还能得出许多在试验中很难测量的数据。

本文利用ANSYS/LS-DYAN软件建立金属的正交切削有限元模型，对WC硬质合金刀具切削45#钢的过程进行分析。

1 有限元模型1.1 建立几何模型在ANSYS/LS-DYNA中有Lagrange、Euler和ALE 3种算法，本文采用Lagrange法。

采用这种方法时，物体结构形状的变化和单元网格的变化是完全一致的，材料不会在单元与单元之间发生流动。

在ANSYS的前处理器中建立二维模型，刀具的几何参数为：前角=12°，后角=15°，工件取长15mm，高7mm的矩形。

定义有限单元类型为PLANE162。

1.2 建立材料模型在金属切削过程中，材料的行为是非线性的，工件模型采用Johnson-Cook模型，刀具可看成线性弹性模型。

刀具材料为WC硬质合金，密度为15700kg/m3，弹性模量为652GP a，泊松比为0.22；工件材料为45钢，材料参数如表1。

Johnson-Cook模型如下：1.3 网格划分网格划分是有限元模拟的基础，它关系到有限元计算的速度和精度，以至计算的成败。

将工件进行切分，分为上下两部分，上半部分高3mm，为切削区。

切削区网格进行细分，得到工件的网格数为6000，刀具网格数为400。

基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析

ｓｏｃｉｉｇｉｎｍａｈｎｎ．
Ｋｅｙｗｏｄｓ：ＣＮＣ；ＭｏｏｚｄＳｉｄｅ；ＴｅｅａｕｅＦｅｄ；Ｓｍｕａｉｎ；ＡＮＳｒｔｒｅｐｎｌｉｍｐｒｔｒｉｌｉｌｔｏＹＳ
制造技术的发展对数控机床的精度和可靠性提出了越来越高的要求，机床的精密化、速化已经成为一高
本文中，轴承选择ＳＦ的７９５ＥＨ前Ｋ１１Ｃ／Ｃ角接触球轴
承，后轴承选择ＳＦ的６９３深沟球轴承。本次计算Ｋ１１
图１高速电主轴结构
中，设加工工件为４钢，主轴的转速为８００假５电０ｒｍｎ／ｉ。前后轴承的参数如表２所示。
ＬＩＣｈｎｑ￣ｅｇｉ￣
，
ＺＨＡＮＧａｄｎ￣￣Ｘｉｏｏｇ
，
ＺＡＧＱａ ①，１ａ ① ＨＮｉｎＬｏＨ
（ＳｚｏｃｄｍｉｎＪｏｎｎｖｒｔ，ｕｈｕ２２，Ｈ＠ｕｈｕＡａｅｙＸｉｔｇＵｉｓｙＳｚｏ，０ＣＮ；ａａｏｅｉ１１５ ②ＸｎＪｏｎｎｖｒｔ，ｉｎ７０４，ＣＮ）ｉｉｔｇＵｉｅｓｙＸ１０９Ｈａａｏｉａ
个不可阻挡的发展趋势。在精密加工中，由机床热变形所引起的制造误差占总误差的４％～７％ … 。在００
仿真分析、减小电主轴的温度场分布不均匀对减小电主轴热变形至关重要。对主轴系统热特性的研究，年来主要集中在主近

基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究

基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究基于ANSYS的焊接温度场和应力的数值模拟研究摘要：本文通过使用ANSYS仿真软件，针对焊接过程中的温度场和应力进行了数值模拟研究。

首先，对焊接过程进行了理论分析，分析了焊接过程中的热传导、热传递和热辐射等因素对焊接温度场的影响。

然后，利用ANSYS软件对三维焊接模型进行了建模，并对焊接过程进行了数值模拟，得到了焊接过程中的温度场和应力分布。

最后，通过对模拟结果的分析和讨论，总结了焊接温度场和应力分布的特点，并提出了一些改进措施，以提高焊接过程的质量和效率。

一、引言焊接作为常用的结合工艺，广泛应用于制造业和建筑业等领域。

在焊接过程中，温度场和应力分布的研究对于保证焊接接头的质量和可靠性非常重要。

传统的试验方法需要大量的时间和成本，而且难以观察到焊接过程中的内部情况。

因此，使用数值模拟方法对焊接过程进行研究具有重要意义。

二、焊接温度场的理论分析焊接过程中的温度场受到多种因素的影响，包括热传导、热传递和热辐射等。

热传导是由于焊接电弧产生的热量在焊缝和近场区域内的传递。

热传递是由于焊接电弧产生的热量在远场区域内的传递。

热辐射是由于高温熔池表面辐射的热量在焊接过程中的传递。

在理论分析中，需要考虑这些因素对温度场的影响，并建立相应的数学模型。

三、焊接温度场的数值模拟为了研究焊接过程中的温度场，我们使用ANSYS软件对三维焊接模型进行建模，并对焊接过程进行数值模拟。

首先，我们需要确定焊接材料的物理参数和边界条件。

然后，我们建立焊接模型，并进行网格划分。

接下来，我们通过设置焊接电弧的功率和时间来模拟焊接过程。

最后，我们得到了焊接过程中的温度场分布。

四、焊接应力场的理论分析焊接过程中的应力分布受到多种因素的影响，包括热应力、冷却应力和残余应力等。

热应力是由于焊接过程中的温度差异引起的，冷却应力是由于焊接材料的收缩引起的，残余应力是由于焊接材料的变形引起的。

在理论分析中，需要考虑这些因素对应力场的影响，并建立相应的数学模型。