在 ANSYS 2023 中,热-结构(热固)耦合分析主要通过 ANSYS Workbench 平台实现,具体使用以下两个核心模块组合完成:Steady-State Thermal(稳态热分析) 或 Transient Thermal(瞬态热分析):用于求解温度场分布。
Static Structural(静力结构分析) 或 Transient Structural(瞬态结构分析):用于求解结构响应(如应力、变形),并将温度场作为载荷导入。
实现方式
间接耦合(顺序耦合):先运行热分析,再将温度结果传递给结构分析模块。这是最常用的方法,操作简便且计算效率高。
直接耦合:使用支持多物理场耦合的单元(如 PLANE226、SOLID226 等)在同一求解器中同时求解热与结构方程,适用于强耦合问题,但对计算资源要求较高。
操作步骤(以间接耦合为例)
在 ANSYS Workbench 中拖入 Steady-State Thermal 模块。
完成几何建模、材料定义、边界条件设置(如温度、对流、热流)及网格划分。
求解获得温度场。
右键点击“Solution” → “Transfer Data to → Static Structural”,将温度结果作为热载荷导入结构分析。
在 Static Structural 模块中设置结构约束、载荷,并确保材料包含热膨胀系数。
求解并查看热应力、热变形结果。
⚠️ 注意:若涉及强双向耦合(如温度显著改变材料力学性能,或结构变形影响热流),需启用直接耦合场单元或使用 ANSYS Multiphysics 求解器
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