基于AnsysWorkbench雅阁ISG温度场仿真分析
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
《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、引言焊接作为一种重要的工艺方法，广泛应用于各种工程结构中。
然而，焊接过程中产生的温度场和应力分布对焊接结构的质量、性能和使用寿命有着重要的影响。
因此，对焊接温度场和应力的研究具有非常重要的意义。
本文将通过ANSYS软件进行焊接温度场和应力的数值模拟研究，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. 建模与材料属性设定在ANSYS中建立焊接结构的几何模型，设定材料的热学性能参数，如热导率、比热容等。
同时，设定焊接过程中的热源模型，如高斯热源模型等。
2. 网格划分与边界条件设定对模型进行合理的网格划分，以便更好地捕捉温度场的分布情况。
设定边界条件，包括环境温度、对流换热系数等。
3. 求解与结果分析通过ANSYS的瞬态热分析模块进行求解，得到焊接过程中的温度场分布情况。
分析温度场的变化规律，研究焊接过程中的热循环行为。
三、焊接应力的数值模拟1. 建模与材料属性设定在ANSYS中建立与温度场分析相同的几何模型，设定材料的力学性能参数，如弹性模量、泊松比等。
同时，导入温度场分析的结果作为应力分析的初始条件。
2. 网格划分与约束条件设定对应力分析模型进行网格划分，并设定约束条件，如固定支座等。
这些约束条件将影响应力的分布情况。
3. 求解与结果分析通过ANSYS的结构分析模块进行求解，得到焊接过程中的应力分布情况。
分析应力的变化规律，研究焊接过程中的残余应力分布情况。
同时，结合温度场分析结果，研究温度与应力之间的关系。
四、结果与讨论1. 温度场分析结果通过ANSYS的数值模拟，得到了焊接过程中的温度场分布情况。
结果表明，在焊接过程中，焊缝处的温度较高，随着距离焊缝的增大，温度逐渐降低。
同时，随着时间的变化，温度场呈现出明显的热循环行为。
2. 应力分析结果在应力分析中，我们发现焊接过程中会产生较大的残余应力。
这些残余应力主要分布在焊缝及其附近区域，并呈现出一定的规律性。
《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、引言随着制造业和机械工程的不断发展，焊接作为连接各种金属材料的主要方法之一，其过程和结果的研究显得尤为重要。
焊接过程中，由于局部高温和材料相变，会产生复杂的温度场和应力分布。
这些因素对焊接接头的质量、强度和耐久性有着重要影响。
因此，对焊接温度场和应力的数值模拟研究具有重要的理论和实践意义。
本文将基于ANSYS软件，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟研究。
二、焊接温度场的数值模拟研究1. 模型建立在ANSYS中，我们首先需要建立焊接过程的物理模型。
根据实际焊接条件和材料属性，设定合理的几何尺寸和材料参数。
同时，考虑到焊接过程中的热源分布、热传导和热对流等因素，我们采用适当的热源模型和边界条件。
2. 网格划分与求解在模型建立完成后，我们需要对模型进行网格划分。
网格的精细程度将直接影响模拟结果的准确性。
接着，我们设定求解器，根据热传导方程和边界条件进行求解。
通过求解，我们可以得到焊接过程中的温度场分布。
三、焊接应力的数值模拟研究1. 热弹性-塑性本构关系焊接过程中，由于温度的变化，材料将发生热膨胀和收缩。
这种热膨胀和收缩将导致应力的产生。
在ANSYS中，我们需要设定合理的热弹性-塑性本构关系，以描述材料的热膨胀和收缩行为。
2. 应力求解与分析根据热弹性-塑性本构关系和温度场分布，我们可以求解出焊接过程中的应力分布。
通过对应力结果进行分析，我们可以了解焊接接头的应力分布情况，从而评估焊接接头的质量和强度。
四、结果与讨论1. 温度场分布通过ANSYS模拟，我们可以得到焊接过程中的温度场分布。
温度场分布将直接影响焊接接头的质量和性能。
我们可以观察到，在焊接过程中，局部高温将导致材料发生相变和热膨胀。
同时，热对流和热传导将影响温度场的分布。
2. 应力分布在得到温度场分布的基础上，我们可以进一步求解出焊接过程中的应力分布。
应力分布将直接影响焊接接头的强度和耐久性。
《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关键的加工手段，被广泛应用于机械、船舶、航空和汽车等领域。
焊接过程中的温度场和应力分布直接影响焊接质量和性能。
因此，通过数值模拟研究焊接过程中的温度场和应力分布具有重要意义。
本文利用ANSYS软件对焊接过程进行数值模拟，分析温度场和应力的变化规律，为优化焊接工艺和提高焊接质量提供理论依据。
二、ANSYS在焊接模拟中的应用ANSYS是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，具有强大的热-结构耦合分析能力。
在焊接模拟中，ANSYS可以通过建立三维模型、设定材料属性、加载边界条件等方式，对焊接过程中的温度场和应力进行数值模拟。
通过ANSYS软件，我们可以更加直观地了解焊接过程中的温度分布和应力变化，为优化焊接工艺提供理论支持。
三、焊接温度场的数值模拟研究（一）模型建立与材料属性设定在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型，设定材料属性，包括热导率、比热容、热膨胀系数等。
根据实际焊接工艺，设定加热速度、焊接速度、电流等工艺参数。
（二）温度场模拟与结果分析在设定的边界条件下，模拟焊接过程中的温度场变化。
通过分析温度场的分布规律，可以得出焊接过程中各部位的加热速度、峰值温度等信息。
结合实际工艺参数，可以优化焊接工艺，提高焊接质量和效率。
四、焊接应力的数值模拟研究（一）模型建立与材料属性设定与温度场模拟类似，在ANSYS中建立焊接过程的有限元模型，并设定材料属性。
考虑到焊接过程中的热-结构耦合效应，需要设定材料的热弹塑性本构关系。
（二）应力模拟与结果分析在模拟过程中，考虑热-结构耦合效应，分析焊接过程中的应力分布和变化规律。
通过分析应力场的分布、大小和变化趋势，可以得出焊接过程中各部位的应力状态和变形情况。
结合实际工艺参数和应力分布规律，可以优化焊接工艺，减少焊接过程中的残余应力和变形。
五、结论本文利用ANSYS软件对焊接过程中的温度场和应力进行了数值模拟研究。
基于Ansys Workbench雅阁ISG温度场仿真分析
基于Ansys Workbench雅阁ISG温度场仿真分析李新华1杨国威1李哲然2（1．湖北工业大学电气与电子工程学院，430068；2．华中科技大学控制科学与工程系，430074）摘要：本文研究基于Ansys Workbench ISG温度场仿真方法，在此基础上使用Ansys Workbench软件对本田Accord ISG不同工况下的温度场进行仿真，并与电枢绕组温升试验结果做比较，同时讨论电机温度对转子磁钢和磁桥结构的影响。
关键词：ISG，Ansys Workbench，温度场仿真，应力分析Accord ISG Temperature Field Simulation Based onAnsys WorkbenchLI Xinhua1，YANG Guowei1，LI Zheran2（1．School of Electrical & Electronic Engineering，Hubei University of Technology，Wuhan430068，China2．Department of control science and Engineering，Huazhong University of Science andTechnology，Wuhan 430074，China）Abstract:In this paper，ISG temperature field simulation method is researched based on Ansys Workbench．On this basis, the temperature field of the Honda Accord ISG different operating conditions are simulated by Ansys Workbench．And it is compared with the armature winding temperature rise test results．The impact of the motor temperature of the rotor magnet and the magnetic bridge structure are also discussed．Keywords:ISG，Ansys Workbench，temperature field simulation，stress analysis1 引言轻度混合动力汽车集成式起动-发电机ISG（ISG: Integrated Starter Generator）功率和转矩密度高、运行工况多变、特别是工作环境温度高、散热条件差，这些都给电机设计带来了新的挑战，仅按有常规的电磁设计是不够的，还需要对其进行温度场的仿真分析与设计。
毕业论文：基于ANSYS的发动机活塞三维温度场计算(终稿)-精品
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊第一章引言活塞作为发动机最主要的受热零件之一,它的工作情况直接关系到内燃机的工作可靠性和使用耐久性，同时直接影响到内燃机的排放性能，其性能的好坏直接影响整机的性能。
高压气体燃烧产生的高温使活塞顶部乃至整个活塞温度很高，且温度分布很不均匀，导致活塞产生热应力和热变形。
随着内燃机在强化程度和热负荷水平上的大幅度提高，由于特殊工况，而导致的热负荷问题更加突出。
如何正确模拟内燃机的特殊工况，准确计算活塞的温度场是解决这个问题的关键。
如果得到其温度场,便可有目的地进行设计,减小热负荷。
有限元方法的基本求解思想是把计算域划分为有限个互不重叠的单元，在每个单元内，选择一些合适的节点作为求解函数的插值点，将微分方程中的变量改写成由各变量或其导数的节点值与所选用的插值函数组成的线性表达式，借助于变分原理或加权余量法，将微分方程离散求解。
因此，对活塞进行温度场、应力场以及热负荷和机械负荷共同作用的藕合应力场进行有限元分析，了解活塞的热负荷和综合应力分布情况，进而改进活塞，提高其工作可靠性具有重要意义。
本文利用Pro/Engineer软件的实体建模方法，建立了某汽油机活塞的三维实体模型，对其温度场在三维有限元软件ANSYS中进行了模拟分析。
1.1活塞热状态概述活塞是内燃机中处在非常不利的条件下的一个重要零件[1]。
活塞受高温燃气周期行的加热作用。
燃气的最高瞬时温度一般都高达1600 ~ 1800℃，燃气平均温度也高达600 ~ 800℃左右。
随着内燃机的平均有效压力和活塞平均速度的不断提高，就伴随着燃气最高温度和平均温度相应升高。
高温燃气与活塞顶面通过对流和辐射两种方式将热量传给活塞，从而使活塞组的热负荷显著提高。
评定活塞热状态首先是活塞顶的最高温度，一般活塞顶的最高温度高达300 ~ 350℃左右，随着汽缸直径增大则其最高温度更高，再加上大缸径活塞其壁较厚，则内外壁面的温差较大，从而使产生的热应力也较大。
基于ANSYS的电主轴温度场仿真及分析
1975 年生， 第一作者: 宋长双， 男， 工学学士， 工程 师， 主要研究方向为数控机 床 电气 控制及数控 系 统 应 用。 ( 编辑 余 捷)
－7
( 2)
( 8) ( 9)
2 /3
式中: C 为摩擦系数( 常根据 经 验 来 确定) ; ρ 为 空 气 密 kg / m3 ; ω 为角速度， rad / s; R 为 旋转 体 的 外径， m; L 度， m。 为旋转体的长度， 1． 1． 2 电损耗 电 损 耗 主要 是 定 子 与 转 子 的 电 损 高速电主轴中， 耗， 可用下式计算: P e = I2 R = I2 ρL / S ( 3) W; I 为电流， A; ρ 为导体 的 电 阻 率， 式中: P e 为电损耗， m; S 为导体的截面积， m2 。 Ω·m; L 为导体的长度， 1． 1． 3 磁损耗 循环磁化时单位质量的损耗可用经验公式表示为 P t = CfB2 ( 4) max W; C 为 与 电 工 钢 牌 号 有 关 式中: P t 为磁 滞 损 耗 功率， Hz; B max 为磁感应最大值， T。 的常数; f 为磁化频率， 转子铁芯的损耗 由 转 差 率 来 确定， 由 于 它 的 值很 小， 可以忽略不计。 涡流损耗按下式计算: π δ ( fB ) 2 ( 5) 6 ργ c m; f 为 磁 化 式中: P 为涡流损耗功率; δ 为硅钢 片 厚 度， P = Hz; B 为磁感 应 最 大 值， T; γ c 为 铁 芯 的密度， kg / 频率， m3 ; ρ 为铁芯的电阻率， Ω·m。 1． 2 电动机生热率的计算 生热 率 q 是 指 热 源 单位 体 积 的发 热 量， 可用 下式 Q V
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的重轨淬火温度场和应力场仿真分析毕业论文设计
本科毕业论文（设计）论文题目：基于ANSYS的重轨淬火温度场和应力场仿真分析基于ANSYS的重轨淬火温度场和应力场仿真分析摘要本文以规格为50kg／m的重轨为研究对象，通过综合考虑材料热物性参数随温度的非线性变化、热传导及高压气体冷却等动态边界条件，运用ANSYS软件，采用有限单元法，建立了淬火重轨的瞬态温度场和应力场的三维模型。
通过ANSYA软件仿真淬火重轨各个时间段的温度场。
根据重轨温度场的变化规律，选择合理的喷风压强，最终得到理想的索氏体组织。
在数值模拟计算的过程中，输入在不同的喷风压力下的对流换热系数，得到相应的温度场和应力场结果，并对结果进行了分析。
计算了强制冷却、空气自然对流等淬火过程的温度场和应力场分布情况，分析淬火时间对温度场和应力场的影响。
得到最佳的喷风冷却时压强，从而为实际生产制定合理的重轨淬火工艺提供了依据。
关键词：重轨，淬火，温度场，应力场，ANSYS2Simulation of quenching temperature field and stress field forheavy rail based on the ANSYSAbstractThe specification of 50kg／m—heavy rail was taken as investigated subject in this paper．In this model．the equivalent thermal capacity method was used to deal with the influence of latent heat on temperature filed and the transformation stress which resulted from phase transformation was taken into account using the equivalent linear expansion coefficient method．The impact of material’s non-1inear parameter on temperature field was considered．The results show that the simulation result is identical with the measuring temperature．According to the distribution of temperature field，the time of compressed air should be controlled．The ideal sorbitecan be gained．During the process of calculating in numerical simulation，inputted the convective heat transfer coefficient under different wind pressure received the corresponding result of temperature field and stress filed，and analyzed the result．This paper analyzed that calculated heating，keeping warm，force cooling and air coo ling’s temperature field and stress filed distribution in such different operating modes．Get the best heating, thermal insulation, cooling, natural air time and the result can be used to guide the quenching process design．Key words：Heavy rail，Quenching，Temperature field，Stress filed，ANSYS目录第一章绪论 (1)1.1课题研究意义 (1)1.2影响重轨淬火技术的主要因素 (2)1.3重轨淬火数值模拟的国内外研究现状 (3)1.4研究内容 (4)第二章重轨淬火温度场和应力场的理论基础 (5)2 42.1重轨淬火温度场理论基础 (5)2.1.1热传递方式 (5)2.1.2重轨淬火时定解条件 (5)2.1.3淬火时热传导初始条件 (6)2.1.4重轨淬火的边界条件 (7)2.2重轨淬火应力场理论基础 (8)2.2.1热弹性和热塑性问题 (8)2.2.2热弹塑性问题的求解 (9)2.3组织场求解理论基础 (10)第三章重轨温度场和应力场ANSYS仿真过程 (10)3.1用ANSYS模拟分析重轨温度场和应力场的方法 (10)3.2用ANSYS模拟分析重轨温度场和应力场的步骤 (11)3.2.1建立重轨的三维模型 (11)3.2.2确定重轨的各项材料参数及初始条件 (12)3.2.3ANSYS仿真重轨温度场和应力场的基本步骤 (12)第四章重轨淬火过程的温度场和应力场分析 (21)4.1研究不同压强下温度场和应力场的前提条件 (21)4.2不同压强下喷风温度场对比分析 (22)4.3不同压强下喷风应力场对比分析 (25)第五章全文总结 (28)5.1论文研究结论 (28)5.2论文研究的不足及展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)2 6第一章绪论1.1课题研究意义淬火是机械零件生产加工过程中的关键环节之一, 它涉及到传热学、金属相变动力学、化学、力学等多种学科. 淬火过程是一个温度、应力、相变相互影响的高度非线性问题, 在理论上对温度场、组织场、应力场耦合求解几乎是不可能的。
基于ANSYS的温度场仿真分析
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
（ Ｗｌ ｍ・ ｘ、 Ｊ ／ ｋ ｇ ‘ Ｋ
０ ． １ ２ １ ０ ３ ０
生热 率
Ｗ／ ｍ３
密度
ｋ ｇ ／ ｍ
１ ． ２ 型 通 用 有 限元 分 析 软 件 ， 能 够 进 行 机 械 应
１ ０ ４
基 于 ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ的 温 度 场 仿 真 分 析
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的温度场仿真分析
Ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｆ ｉ ｅｌ ｄ Ｓｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳ ＹＳ
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 ８ ３ ０ ０ ４ ７ ）
基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析
参数 内径 d / mm 外径 D / mm 宽度 B / mm 滚动体直径 D b / mm 滚动体数目 Z 接触角 α / （ ° ） 预紧力 F0 / N 额定动载荷 C / N 额定静载荷 C0 / N 油润滑极限转速 / （ r / min）
3
（ 1）
前后轴承参数
后轴承 61913 —2RZ 65 90 13 7． 93 25 — — — — — — 17 400 12 700 18 000
前轴承 71915CE / HC （ 角接触） 75 105 16 9． 52 25 15 110 22 500 16 600 30 000
2
2． 1
热边界参数的分析计算
热源计算
轴承的发热功率 Q 轴承 为 Q 轴承 = 2 πnM / 60
（ 2）
在电主轴系统中， 内部热源主要有主轴电动机损 耗发热与支撑轴承的摩擦发热。 在利用 ANSYS 仿真 分析时， 主轴电动机转子以生热率的形式加载 ， 轴承的 热量以热流密度的形式加载。 2． 1． 1 主轴电动机生热率的计算
［6 ］
电动机总发热功率即为额定功率损失， 且电动机 转子的发热量占总发热量的 1 /3 ， 电主轴转子的生热 率q为 q = Q /V W； V 为体积， m 。 式中： Q 为发热功率， 2． 1． 2 支撑轴承热流密度的计算 轴承产生的热量主要来自于轴承的转动摩擦 。在 本文中， 前轴承选择 SKF 的 71915CE / HC 角接触球轴 承， 后轴承选择 SKF 的 61913 深沟球轴承。 本次计算 ， 中 假 设 加 工 工 件 为4 5 钢 ， 电 主 轴 的 转 速 为 8 000 主轴电动机定子直接安装在主轴箱的壳体中 ， 机 床主轴与电动机转子连成一体。电动机转子回转则带 省去了机械传动环节， 实现了机床的 动机床主轴旋转， “零传动” ， 但是这也对主轴电动机的散热极其不利 。 电主轴的热源分为内部热源和外部热源 。内部热 源主要有电动机定转子的损耗发热和支撑轴承的摩擦 发热两大类。外部热源主要是指环境温度变化及其他 各种能散发出热量的物质。 电主轴的传热主要表现 为： （ 1 ） 电动机与油水热交换系统的对流换热 ； （ 2 ） 轴承与润滑系统的对流换热； （ 3 ） 电动机定子与转子之间的气隙传热 ； （ 4 ） 电主轴前后密封环的对流换热； （ 5 ） 电主轴与外部空气的传热［7］。 r / min。前后轴承的参数如表 2 所示。
AnsysWorkbench在电机温度场分析的实际运用
Ansys Workbench在电机温度场分析的实际运用发布时间：2022-09-08T05:17:38.048Z 来源：《科学与技术》2022年第9期第5月作者：王刚郑玉鑫[导读] 温升高是电机最为主要的故障原因，而电机的种类很多，不同种类有着多种多样冷却方式王刚、郑玉鑫东方电气（德阳）电动机技术有限公司中国.德阳618000摘要：温升高是电机最为主要的故障原因，而电机的种类很多，不同种类有着多种多样冷却方式，因此，电机的温度分析较为复杂，传统方法是以热负荷作为基准根据试验结果类比电机的设计温升，对于一些特殊结构的电机，热负荷类比法就不能满足设计需要。
采用Ansys Workbench仿真软件通过FEA有限元分析（Finite Element Analysis），可以对特殊结构电机定转子热源分布、以及传导、对流、辐射等要素进行网格化分析。
本文以具体案例的设计分析过程，论述Ansys Workbench稳态温度场在电机设计中的实际运用。
关键词：温升电机温度场有限元 Ansys1 引言我们以一台低压变频异步电动机YVF400-6-315KW、380V、50HZ为研究对象，对其定转子温度场进行仿真分析，对比求解结果与最后型式试验的偏差，从而验证Ansys Workbench仿真软件在特殊电机设计的实际运用。
6.3与型式试验温升值对比采用叠频法，对变频异步电动机YVF400-6-315KW进行温升试验，在额定电流588A工况下，运行4个小时后，定子温度基本稳定，PT100测温元件显示的结果是127度，减去环境温度32度，实际温升95K,与仿真的结果基本接近。
7、结论这次的仿真温度场分析，只考虑了机座表面的辐射散热，暂未考虑机座表面空气的对流影响，因此仿真的温度结果有所偏高，但是，作为电机温度计算的手段之一，能够在传统设计方法基础上，增添一种参考和补充。
参考文献：《Ansys Workbench完全自学一本通》许进峰著，电子工业出版社。
基于ANSYS的钢包温度场及应力场的仿真研究
内衬材料中，工作层内衬为含 ８０％氧化铝的高铝砖，永久层内 衬为含 ６０％ 氧化铝的高铝砖，密度取为 ２８４０ ｋｇ／ｍ３，上下渣线 采用的是镁碳砖，密度为 ２８９０ ｋｇ／ｍ３。比热容及导热系数随温
１ 钢包温度场的仿真分析
１．１ 模型的建立 钢包是由“金属—耐火材料”复合结构材料构成，其外壳呈
桶状结构，内侧砌筑耐火材料。其中耐火材料分为安全层、中间 工作层和上下渣线。由于钢包结构及热应力分布特点，在研究 高应力区的热应力时，可将其视为轴对称结构，取钢包的回转 面作为简化模型进行分析，如图 １ 所示。
导热系数组合下 ２８２０ｍｍ 高度钢包径向温度场分布图。由图中
可知：工作层和永久层的导热系数相同或者接近较为合适。否
则，在钢包径向的不同位置会产生较大的温度梯度。
表 １ 材料的导热系数取值 单位：Ｗ·ｍ－ １·Ｋ－ １
工作层
１．０
２．２５
３．５
永久层
３．５
２．２５
１
３６
（ａ ）表面温度
（ｂ）２８２０ｍｍ 高度上径向温度 图 ７ 不同包衬导热系数组合时钢包温度场分布
李华川，黄尚猛，陈晓云
（广西机电职业技术学院，广西 南宁 ５３０００７）
摘要：钢包是连铸生产线上的重要设备，其内衬的热应力是影响钢包寿命的主要因素。运用有限单元软件 ＡＮＳＹＳ 对钢包的温度场和应
力场进行了仿真，讨论了钢包各种参数对钢包温度场和应力场影响，结果表明，包衬工作层和永久层的导热系数最好一致或者接近。同
钢包内衬材料弹性模量对包壳表面应力的影响见图 １０ 所 示。从图中可以看出，内衬材料弹性模量的变化对钢包包壁的 底部影响并不大，原因与前面的相同。在包壁的其他部分，包壳 的综合应力随着内衬材料弹性模量的增加而变大，平均每增加 １×１０９Ｎ／ｍ２，表面综合应力增加 １５ ＭＰａ，这直接影响包衬材料 的选取。为研究不同弹性模量下的包壳应力，在原有内衬材料 弹性模量的基础上分别增加和减少 １×１０９Ｎ／ｍ２、２×１０９Ｎ／ｍ２， 所得结果如图 １０ 所示。
《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 workbench的三相异步电动机温度场分析
阻。 目前带 电测 电阻的仪器设备贵而且容易出故 障， 因 而 实验 室 进 行 Ｂ法 效 率 测 试 时 一 般 是 采 用
热 电偶 温度 计法 测 量绕 组 温度 。这 就涉 及 到热 电 偶 布置 问题 ， 而标 准 Ｇ Ｂ ／ Ｔ １ ０ ３ ２ －２ ０ １ ２中并 未 明确
说明。
对 于 三维 、 稳态 、 各 向 同性介 质且 有 内热 源 的 导热问题 ， 其 导 热 微 分 方程 又称 泊 松 （ Ｐ ｏ ｉ ｓ ｓ ｏ ｎ ） 方
程【 ２ ＿ ：
ｒ￣ ＋ ０ 瓦 ａ（ ａ
。
热 电偶 应 如何 布置 、 布 置多 少 ， 才对 试 验结 果
ｖ
（ ａ ｔ ） ＋ 击 （ 警 ） ＝ 一
（ １ ）
更准确 ， 又不至影响试验前的安装准备工作效率 ，
是 个 值 得研 究 的 问题 。 电机 运 行 产 生损 耗 ， 损 耗
的 大小 反 映 了效 率 的高 低 。损耗 以热能 的形 式 散
式 中： ——物体 内热源强度 ， 表示单位体积的导 热体在单位时间内生成的热量 ， ｗ／ ｍ ；
类型。
分布规律 ， 就 可 确 定效 率 测 试 时 热 电偶 测 量 的布 置方案 ， 这 对 实 际 的检 测 工 作 具 有 实 际意 义 和 指 导价 值 ， 同时对 电机设计 、 制造 、 生 产 有 着 已知任 一 瞬间物 体边 界 上 的 温 度值 ：
ANSYS CFD 电机温度场仿真分析流程
ANSYS CFD电机温度场仿真分析流程1前言电机是一种实现机电能量转换的电磁装置。
从19世纪末期起，电机就逐渐代替蒸汽机作为拖动生产机械的原动机。
电机在运行时将产生各种损耗，这些损耗转变成热量，使电机各部件发热，温度升高。
电机中的某些部件，特别是电机的绝缘，只能在一定的温度限值内才能可靠工作。
为维持电机的合理寿命，需要采取适当的措施将电机中的热量散发出去，使其在允许的温度限值内运行。
电机冷却的目的就是根据不同类型的电机选择一种合理的冷却方式，保证在额定运行状态下，电机各部分温度不超过国家标准允许的限值。
电机的冷却方式，主要是指对电机散热采用什么冷却介质和相应的流动途径。
改进电机的冷却技术，对提高电机的利用系数和效率及增加可靠性和寿命，特别对提高大型电机的单机容量，都具有重要的意义。
为了找到最佳的电机冷却方式，需要对电机在工作过程中的核心流动问题进行CFD仿真分析。
电机的CFD仿真分析的核心问题即是电机散热系统分析，涉及通风系统、通风部件、换热部件的设计优化问题以及电机核心部件的温升（起动时及额定工况）等问题。
2技术路线电机的稳态温度场仿真的分析流程如下图所示。
3实施过程以一个基于FLUENT的异步电机的稳态温度场分析为例进行说明。
3.1几何处理电机的温度场仿真既涉及到空气的流动，也涉及到热量在绕组和其他结构件之间的传递，属于流-固共轭换热的范畴，因此仿真计算域中既包含流体域，也包含固体域。
由于流体域和固体域两者是互补的关系，所以在抽取流体域之前，需要先对固体域做处理。
电机模型较为复杂，细节特征较多，而流场仿真分析对网格质量的要求较高，因此在保证计算精度的前提下，需要先对实际电机物理模型做一些合理的简化从而尽可能缩小计算的规模。
简化对象的选取是根据具体结构对温度场计算的影响程度来决定：如果局部的细节特征对温度场计算的影响和主要因素相比可以忽略不计，那么这些细节就可以去除；如果考察的对象是局部的细节特征，则需要建立局部细化模型，从而考虑具体的细节特征。
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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。
在优化ISG的温度场分布过程中，还要考虑到其材料的载热能力和散热能力，以便更好地控制温度的分布和均匀度。
合理设置温度传感器和控制系统，通过不断地监测和调整ISG的运行状态，可以有效提高其效率，延长使用寿命。
此外，与温度场分析相关的还有流体场分析。
发动机中的流体场通常包括气流、水流等。
工程师们可以通过Ansys Workbench来模拟这些流体场的运动及温度变化，并进行相应的分析。
通过模拟运动流体的过程，可以测定不同重要参数下的速度、温度、压力等数据，并作出相应的优化措施，以调整整个流体场的性能。
总之，通过Ansys Workbench的温度场分析，可以有效地掌握发动机的物理行为和局部气流、水流等流体场的运动变化，从而做出更加准确和科学合理的设计和优化决策，提高发动机及
其组成部分的效率和可靠性，降低商业成本，为整个行业的发展做出贡献。
此外，Ansys Workbench中的温度场分析也可以帮助工程师们研究一些特殊材料的热传导性能，特别是在高温环境下的性能表现。
以金属陶瓷为例，由于其特殊的材料结构和复杂的热物理性质，常常需要进行复杂的热传导分析。
通过Ansys Workbench中的温度场分析工具，可以模拟并分析金属陶瓷材料在不同温度下的热传导性能，进而提高其说明性和适用性。
同时，在汽车工程领域，Ansys Workbench的温度场分析也被广泛应用于长时间操作的平板式电脑、平板电视和工业控制器等热敏感产品的设计和优化中。
这些产品需要在长时间的运行过程中承受各种复杂环境下的高温和低温变化，而Ansys Workbench的温度场分析可以为工程师们提供全方位的温度分布监测和分析服务，以便及时检测和解决可能出现的故障，从而延长整个产品的使用寿命。
最后，Ansys Workbench温度场分析工具的使用还可以应用于涡轮机、火箭发动机等大型工程项目的研究和改进中。
在这些项目中，需要考虑到周期性温度变化、高温冷却等特殊条件对整个系统的影响，Ansys Workbench的温度场分析工具可以通过详细的数字建模和流体动力学仿真来解决它们。
通过分析温度场分布和动态运动，研究人员可以确定核心部分的热化分布和整体热效率，从而探索和优化火箭发动机等系统的性能，并为未来大型工程项目的技术突破和发展提供支持。
综上所述，Ansys Workbench的温度场分析工具在工程制造和
设计领域的应用非常广泛，已经成为了研究和改进机械设备、发动机、电子电气设备等领域的必备工具。
随着数字技术的发展和应用，Ansys Workbench的温度场分析工具将会在更广泛的应用领域中得到广泛运用，为工程设计和优化提供更加专业和精确的数字化解决方案。