課程大綱

一、基礎(chǔ)模塊：軟件操作與單物理場(chǎng)分析

軟件基礎(chǔ)與工作流程

Ansys Workbench平臺(tái)介紹（Mechanical APDL與Workbench對(duì)比）
幾何建模與修復(fù)：SpaceClaim/DesignModeler操作、CAD導(dǎo)入與簡(jiǎn)化（對(duì)稱切分、非關(guān)鍵特征刪除）
網(wǎng)格劃分策略：全局/局部控制、邊界層網(wǎng)格（Y+計(jì)算）、質(zhì)量檢查（雅可比系數(shù)<0.7）

 

結(jié)構(gòu)力學(xué)基礎(chǔ)

線性靜力學(xué)：材料屬性（彈性模量、泊松比）、約束與載荷（集中力、壓力）
非線性分析：材料塑性（金屬成型）、幾何大變形（橡膠壓縮）

 

熱分析基礎(chǔ)

傳熱模式：熱傳導(dǎo)（傅里葉定律）、對(duì)流（牛頓冷卻方程）、輻射（斯蒂芬-玻爾茲曼定律）
穩(wěn)態(tài)/瞬態(tài)熱分析：材料熱參數(shù)（導(dǎo)熱系數(shù)、比熱容）、熱邊界條件（對(duì)流系數(shù)、熱流密度）

 

二、進(jìn)階模塊：多物理場(chǎng)耦合分析

熱-結(jié)構(gòu)耦合技術(shù)

耦合流程：溫度場(chǎng)導(dǎo)入結(jié)構(gòu)模塊作為熱載荷，計(jì)算熱應(yīng)力與變形
案例：活塞熱應(yīng)力分析（燃?xì)鉁囟燃虞d、冷卻油道優(yōu)化）、電子散熱器熱變形

 

復(fù)雜邊界條件與非線性處理

接觸熱阻設(shè)置（裝配體界面熱傳導(dǎo)）
材料非線性（導(dǎo)熱系數(shù)隨溫度變化）與幾何非線性（大變形迭代收斂）

 

多工況與優(yōu)化設(shè)計(jì)

參數(shù)化優(yōu)化：熱應(yīng)力敏感度分析（如冷卻通道尺寸對(duì)溫度場(chǎng)影響）
拓?fù)鋬?yōu)化：輕量化散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（基于溫度場(chǎng)約束）

 

三、高級(jí)專題與行業(yè)案例

動(dòng)力學(xué)與熱耦合

熱模態(tài)分析：預(yù)應(yīng)力下結(jié)構(gòu)固有頻率變化（如渦輪葉片高溫振動(dòng)）
瞬態(tài)熱-力耦合：剎車(chē)盤(pán)制動(dòng)過(guò)程熱應(yīng)力瞬態(tài)模擬

 

行業(yè)應(yīng)用案例庫(kù)

能源裝備：壓力容器熱應(yīng)力分析（ASME規(guī)范驗(yàn)證）
汽車(chē)電子：電池包熱管理仿真（液冷板優(yōu)化）
航空航天：復(fù)合材料層合板熱-力耦合（高溫環(huán)境失效預(yù)測(cè)）

 

四、培訓(xùn)形式與資源

授課方式：理論30% + 案例實(shí)操70%（提供活塞熱分析、散熱器優(yōu)化等完整模型文件）