基于ANSYSWORKBENCH的摩擦生热分析【实用文档】doc文档可直接使用可编辑，欢迎下载本篇文章说明，如何在WＯRＢENCＨ中通过改变单元的形式来做摩擦生热的耦合分析。【问题描述】在一个定块上,有一个滑块.在滑块顶顶面上施加一垂直于表面指向定块的1０MPa的分布力系。现在滑块在定块表面上滑行3．75mm，要求摩擦而产生的热量，并计算滑块和定块内部的温度分布和应力分布.定块的尺寸:宽５mm，高1．２5mm,厚1mｍ滑块的尺寸:宽１.25mm,高1.5ｍm，厚1ｍm材料：弹性模量：7e１0Pa;泊松比：０。3；密度：270０kg／m（３）;热膨胀系数：2３.86e-6／ｋ；摩擦系数：0。2;热导率:150W/(MK);比热：900J/(kgK)（注)该问题来自于许京荆的《ANSＹS13.0WORＫBNCH数值模拟技术》，中国水利水电出版社,2０12,P381.【问题分析】关键技术分析:此问题属于摩擦生热,不能够使用载荷传递法，而只能使用直接耦合法。这就是说,只能用一个耦合单元来计算摩擦生热问题。解决该问题的基本思路如下：（１）使用瞬态结构动力学分析系统（２)在该系统中更改单元为PLAＮE2２3,它是一个耦合单元,可以完成多种耦合分析，这里使用其结构—热分析功能。（3）定义两个载荷步，第一步将动块移动到指定位置，第二步保持最终位置,以获得平衡解。（４）在求解设置中，关闭结构分析的惯性部分,而只做静力学结构分析，但是对于热分析仍旧做瞬态热分析。(5)由于使用了瞬态动力学分析，结果中默认是没有温度可以直接从界面中得到的。需要自定义结果,提取温度。（６）此问题要多处使用插入命令的方式，从而可以在ＷORKBENCH中使用APDL的功能。(7）瞬态结构动力学分析系统的工程数据中,无法得到热分析的部分参数，所以需要先创建一个单独的工程数据系统，然后把它与瞬态结构动力学分析的工程数据单元格相关联.(８）在DＭ中创建两个草图,然后根据草图得到面物体.再对这两个面物体进行平面应力的分析。（9)本博文的主要目的是要阐述:如何在WORKBENＣＨ中使用耦合单元进行多物理场的耦合分析。【求解过程】1。进入AＮSＹSWORKBEＮCＨ１4。５2.创建瞬态结构分析系统３。设置材料属性.双击engｉneerinｇdata，加入新材料,命名为al，设置属性如下。4.创建几何模型。双击gｅomeｔry，进入到DM。设置长度单位是毫米.首先创建两个草图，其几何图形及尺寸如下图分别拉伸这两个草图，得到两个面体,并设置其厚度均为1ｍm．存盘，退出ＤM.设置几何单元的属性为２Ｄ实体，表明要做平面问题的分析。5.设置单元类型。双击MODEL,进入到MＥCHANICAL中。（1）设置是平面应力问题。（2）设置材料属性。将两个物体的材料都设置为AL(3）设置单元属性。设置这两个物体的单元属性，都设置为热-结构耦合单元PLANＥ２２3。为了做到这一点，首先对滑块添加一个命令对象。在窗口中输入定义单元类型的AＰＤL命令。该命令对滑块设置其单元类型是PLANE223，并确定其关键字是11．该关键字意味着此单元用作热-结构耦合分析。将该命令拷贝到定块中，设置定块也使用同样的耦合单元。6.设置接触。（1)设置接触特性。设置滑块和定块之间发生摩擦接触.并对该接触设置如下即设置为摩擦系数是０.２的有摩擦接触,非对称接触，使用增强的拉格朗日算法,每次迭代均更新接触刚度。（２）设置接触单元包含位移和温度自由度。在该接触下面添加ＡPDL命令。在出现的文件窗口中输入下列命令其含义是，对于接触单元cｏｎtac１72,设置其1号关键字是1，从anｓys帮助中，可以知道该关键字为1的含义是，接触单元每个节点均包含有ＵX，UＹ，ＴEMP三个自由度。即意味着是热—结构耦合问题。为了防止上述命令在ANSＹS自动更新时被删除，设置ｃonnｅctions的属性如下即:更新时，请不要生成自动连接关系。7.划分网格。设置单元尺寸为0．1mm，划分网格。8。设置载荷步.首先设置两个载荷步。然后设置第一个载荷步的结束时间，时间步长等。以及第二个载荷步９.固定定块.定块的位移全固定。10．施加压力。在滑块的上边线上施加竖直向下的均布载荷１０ＭPa.11．施加位移。给滑块的右侧边施加位移。其X方向位移如下表。即在3．75毫秒时已经移动了３。75mm，然后一直维持到０.２秒不动。12。设置求解算法。首先在tｒａnsiｅｎt下插入命令然后在出现的文本窗口中输入如下命令流其含义如下／solu-—-—--－—－—－进入到sol