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PAGE \* MERGEFORMAT21 ANSYS耦合场分析指南第三章 发表时间：2007-11-20 ?? 作者: 安世亚太??来源: e-works 关键字:  HYPERLINK /commsearch.aspx?keyword=ANSYS \t _blank ANSYS? HYPERLINK /commsearch.aspx?keyword=%f1%ee%ba%cf%b3%a1%b7%d6%ce%f6 \t _blank 耦合场分析? HYPERLINK /commsearch.aspx?keyword=CAE%bd%cc%b3%cc \t _blank CAE教程? 第三章直接耦合场分析 3.1进行直接耦合场分析 在直接耦合场分析中，只需用耦合场单元进行一次分析。表3-1中列出了具有耦合场分析能力的单元。 表3-1 耦合场单元[1] 单元名称描述SOLID5耦合场六面体PLANE13耦合场四边形FLUID29声学四边形FLUID30声学六面体CONTAC482-D 点对面接触CONTAC493-D 点对面接触CONTA1712-D面对面接触CONTA1722-D面对面接触CONTA1733-D面对面接触CONTA1743-D面对面接触SOLID623-D 磁－结构单元FLUID116 热－流体管道单元PLANE67热电四边形单元LINK68热电线单元SOLID69热电六面体单元SOLID98耦合场四面体单元CIRCU124通用电路单元SHELL157热电壳单元TRANS126机-电换能器1. 有限元模型可以混合一些带有VOLT自由度的耦合场单元，要保证相容性，单元必须有相同的支反力（参见《ANSYS Electromagnetic Field Analysis Guide》中的第§13.3节）。 耦合场单元包含所有必要的自由度，通过计算适当的单元矩阵（矩阵耦合）或是单元载荷矢量（载荷矢量耦合）来实现场的耦合。在用矩阵耦合方法计算的线性问题中，通过一次迭代即可完成耦合场相互作用的计算，而载荷矢量耦合方法在完成一次耦合响应中至少需要二次迭代。对于非线性问题，矩阵方法和载荷矢量耦合方法均需迭代。表3-2给出了ANSYS/Multiphysics产品用于直接方法时所支持的不同类型的耦合场分析，以及每种类型所需要的耦合类型。想进一步了解有关矩阵和载荷矢量耦合请参阅《ANSYS Theory Reference》。 ANSYS/Professional软件包只支持热－电直接耦合，ANSYS/Emag软件包只支持电磁场和电磁－电路直接耦合。 表3-2直接耦合场分析中用到的耦合方法 分析类型耦合方法热－结构载荷矢量 (如使用了接触单元则为矩阵) 磁－结构载荷矢量电－磁矩阵电－磁－热－结构载荷矢量电－磁－热载荷矢量压电矩阵热－压力矩阵和载荷矢量速度－温度－压力矩阵压力－结构 (声学) 矩阵热－电载荷矢量磁－热载荷矢量静电－结构载荷矢量电磁－电路矩阵电－结构－电路矩阵注意－在子结构分析中使用载荷矢量耦合方法的耦合场单元无效。在生成子结构的过程中，迭代解无效，所以，ANSYS程序忽略所有的载荷矢量和反馈耦合效应。 因为有时载荷矢量耦合场单元的非线性行为可能很严重，故需要用到预测器和线性有哪些信誉好的足球投注网站选项以加强收敛。《ANSYS Structural Analysis Guide》中的§8介绍了这些选项。 对于上述的分析类型，本章将重点介绍如何进行热－电分析、压电分析、磁－结构分析和电磁－结构分析。 3.1.1热－电分析 在ANSYS/Multiphysics和ANSYS/Professional软件包中提供热－电分析功能，即计算导体中由于直流电(DC)带来的焦耳热所造成的温度分布。典型应用为加热线圈、保险丝和电子部件。 进行热电分析需要用到下列单元类型： LINK68耦合热－电线单元 PLANE67耦合热－电四边形单元 SOLID69耦合热－电六面体单元 SOLID5耦合场六面体单元 SOLID98耦合场四面体单元 SHELL157耦合热－电壳单元 注意要点 耦合场分析既可以是稳态的，也可是瞬态的，其步骤与稳态或瞬态热分析基本一样(参见《ANSYS Thermal Analysis Guide》)。应注意以下要点： ?瞬态分析仅考虑到瞬态热效应，而忽略电容和电感等瞬态电效应。 ?必须定义电阻率(RSVX)和热传导率(KXX)，它们可以是常数，也可与温度相关。 ?PLANE67单元假定为单位厚度，无法输入厚度参