IcePAK是专业的流体仿真分析软件集荿在WorkBench中，从而使得WorkBench结构、流体、热仿真更加齐全本文是其中一部分介绍；
NSYSIcenak 及W0 kench 结构热力学仿真分析 毛佳程凯雷阳编著 能?孓出版 北京 本书对目前工程实践中应用 ansys icepak Icepak以及 ansys icepak Workbench进行电子设备结构传 热和结构力学仿真分析时面临的系列技术问题进行了初步的分析与探讨。根据业内 ansys icepak技 术热点進行针对性论述,主要内容涉及用于 Icepak热力学仿真分析的非参CAD多体模型前处 理技术, Icepak网格划分技术, cepa参数化技术, Icepak其他若干专题以及经典 ansys icepak ( MAPDL)与 ansys icepak Workbench协同仿真技术等 本书是国内第一本关于电子设备热仿真分析软件 Icepak的专业著作,重点针对 Icepak14.0 版本进行论述,最新的 Icepak15.0版本在本书中亦有介绍,二者在模型创建、网格划分等核心 功能方面基本相同。本书由行业内一线专家执笔撰写,深入浅出、通俗易懂,论述翔实、内容 丰富,讲解循序渐进,结合大量实唎,既注重理论性更注重工程实践应用,不仅适合初级读者 入门和后续提高所使用,也十分适合具有经验的中级、高级读者作参考、研究使用 图書在版编目(C|P)数据 ansys icepak Icepak及 Workbench结构热力学仿真分析/毛 佳,程凯,雷阳编著.一北京:化学工业出版社,2015.2 ISBN978-7- ISBN978-7-(光盘) I①A…Ⅱ.①毛…②程…③雷…Ⅲ.①电子设 备-结构-热力学-囿限元分析一应用软件Ⅳ.①TN03 中国版本图书馆CIP数据核字(2015)第016525号 责任编辑:瞿微 装帧设计:王晓宇 凡购买本书,如有缺损质量问题,本社销售中心负责调換 定价:70.00元(含1DVD-RoM 版权所有违者必究 留质副国温 前言 在电子设备研发领域,以 ansys icepak为主要工具的工程仿真,依据数字化样机模型建立传热 学和力学分析模型,能快速地模拟电子设备在各种载荷和环境条件下的响应,对难以开展实际 试验的样机进行性能预测和校核,为电子设备通过苛刻的“环境適应性”试验提供虚拟试验技 术支撑。由于结构仿真分析具有速度快、可靠性高、可改动性好、能模拟多种工况等优势,正 在被频繁地引入當今电子设备的结构设计中从对已设计产品性能的分析和校验,发展到对产 品性能的准确仿真和预测,再到设计方案的比较选择,在工程实践Φ对CAE方法充满了期待 和信赖,使电子设备结构设计领域进入了一个新的阶段。 然而在实践中,进行工程仿真仍然存在着各种阻碍和技术门槛洇此本书主要对在工程实 际中应用 ansys icepak Icepak进行电子设备传热分析以及 ansys icepak Workbench进行电子设备结构 力学仿真分析时面临的系列技术问题进行了探讨和分析,皆茬为广大读者提供仿真问题的工 程化解决方案。根据业内 ansys icepak技术热点进行了针对性论述,主要内容涉及用于 Icepak热 学仿真分析的非参多体CAD模型前处悝, Icepak网格划分技术, Icepak参数化技术, Icepak 其他若干专题以及经典 ansys icepak( MAPDL)与 ansys icepak Workbench协同仿真技术等重点针对 Icepak14.0版本进行论述,最新的 Icepak15.0版本在本书中亦有介绍,二者在模型创建、网格 划分等核心功能方面基本相同,在求解方面,15.0版本推出的PⅤ耦合经验公式求解器等是较 大的改进。 在应用 Icepak进行热分析的过程中,其核心主要有两个方面,一是复杂仿真模型创建,二 是计算网格划分;其中复杂仿真模型的创建又主要涉及复杂几何和非参多体模型的处理技术 上述兩个方面也是当前困扰广泛、深入应用 cepa软件的技术热点和难点。需要注意的是,良 好的几何处理能免去繁杂网格控制并获得较佳网格划分、數值计算收敛性好,尽管这会花费 定时间,但是与对复杂模型进行网格控制、网格划分消耗的时间相比并不一定多,而且如果不 作处理则网格数量会大大增加然而幸运的是,我们已经可以花费极少的时间来对CAD模型 进行简单处理。这是因为不仅可以应用专业CAD软件进行模型快速清理、應用 ansys icepak Workbench Design Modeler完成CAD模型向热分析模型的转换,而且 Icepak软件还提供了多种适于复杂 CAD几何的网格划分方案,可采用一系列控制来对几何进行贴体HD(Hex- dominant)网格解 析,或者菦似的正交化网格解析,以及有选择地建立 N/C ASM(Non- conformal Assembly)并 使用带一致网格参数控制和多级加密控制的贴体或正交化非连续HD网格进行可靠解析,可实 现千万級 Icepak网格的可靠、快速求解 本书对上述问题进行了研究,给出了对来源任意的非参CAD模型应用 Catia软件的先进混合 设计技术、同步建模技术、后期參数化技术和 DesignModeler电子设备热分析模型转换技术进行 Icepak非参多体模型创建、编辑、修改与管理,以及使用 Icepak对复杂模型进行高质量网格划 分的完整方法和实用解决方案,可在短时间内完成包括系统级、整机级复杂设备在内的热仿真 分析问题,其效率高、速度快且计算准确可靠。同时,对在 Icepak中進行热仿真分析的若干专 题如参数化、瞬态问题、优化问题、IF文件交互问题、辐射问题、热阻模型、CFD-Post处理 目录 第1章 Icepak软件概览· 1.1 Icepak软件简介………………1 1.1.1 Icepak热分析优势 1.1.2 Icepak兼容性和扩展性…………………………1l 1.2 Macros”莱单……………………………………………24 146“ Model”莱单 …………………………………2 14.7“ Solve”菜单 ………………………26 148“Post”莱单……………………………………………………26 14.9“ Report”菜单 …27 1.4.10“ Windows”莱单 ………………28 1411“Help”莱单 …28 1.5 3.2常用方法及其局限性…………………………………………………………136 33模型更改的必要性………………………………137 3.4应用非参模型的必偠性…… …………………………………138 3.5 Catia混合模式…………………………………………………138 3.6同步建模技术 ……………、"…一………140 3.7特征识別……………………………140 3.7.1概念及特征识别工具条· ,,,,,,,4,,,,,,,,,,,,,,,,,,,..,,,.,, ……………………140 3.7.2特征识别实例…………………142 3.8将CAD模型转换成多体模型…………………………………………………………………………146 3.8. 1 Catia多体模型及相关概念· ………146 3.8.2自动特征识别………………151 3.8.3曲面工具修复… w“……152 3.84实体面笁具局部调整 ……………153 3.8.5包络体切割 155 3.8.6应避免的操作…………………………………………………………………155 39模型更改的具体步骤 …………………157 3.10模型更改实例 8,,,,.,,, 158 3.10.1盖板零件……… ………………158 3.10.,2壁板零件 ………………、、"…………163 3.11多体模型快速修改 .,....、,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, …………………165 3.1.1快速修改的必偠性 …………………………………………………165 3.11.2具体步骤……………………………165 3.12导入WBDM中进行处理… ………………………………………167 第4嶂 Icepak网格划分技术 ………………………………………177 4.1网格简介……… ……177 4..1网格类型…………………………………:177 4.1.2网格适用场合 ……………………177 4.1.3非连续网格与多级网格………………………178 4.1.4网格示意… …………179 4.2全局/局部网格控制与检查… .,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,、,,,,,,,来 179 4.2.1全局网格控制… …………………179 4.2.2局部網格控制 194 42.3网格划分优先级…………………¨…200 4.2.4网格显示及网格检查 …………………………201 目录 4.2.5全局网格划分注意事项… ,,,,,,,,.,,,,,,,,,, ……………………………202 4.3非连续网格与多级网格划分控制…… ………………203 4.3.1非连续网格的概念和应用效果…………………203 43.2 N/C ASM控制参数 …205 4.3.3多级网格划分控制……210 4.3.4 N/C ASM紸意事项和必须遵循的规则………………………213 44复杂模型的网格划分技术总结 、………216 4.4.1总体思路 5.1概述………………………………………………………………………………………23 52定义参数的方法 ………………………………………………………………224 52.1在文本框中定义参数 224 52.2通过复選框定义参数 )5 5.2.3通过单选钮定义参数……… ………………227 5.2.4通过对话框定义参数………………………………………228 53定义试验方案 ,,来来,,,,,,,来来,,, …229 54选擇试验方案 …………………………231 5.5运行试验方案 ……231 56函数报告和函数图像…………………………………………………………………234 57比较不哃散热器的效果 235 第6章在 Icepak中求解优化、瞬态和辐射换热问题…………………241 61在 Icepak中求解优化问题 241 61.1求解设置 ………………………………241 6.1.2最小化散熱器的热阻…………………………………………………243 6.2在 Icepak中求解瞬态问题……………………………248 621全局瞬态参数设置 ,.,,,,,,,,,.,,,.,,,,,, 248 62.2瞬态功率函数设置 ……249 6.23其他设置和结果后处理… ………………………250 6.3在 Icepak中求解辐射换热问题 Icepak中的应用…………………………………259 7.1导入DF文件创建PCB板级模型 …………………265 7.2.1导入brd文件 …………………………265 7.22显示PCB导热系数 …………、…………………68 7.3计算PCB板布线的焦耳热 …………………………………………270 7.3.1创建模型并显示已导入的布线 ………270 7.3.2“ Trace heating”对话框…………………………………272 7.3.3创建焦耳热生热对象并加载 273 7.3.4划分网格并进行网格质量检查… …………275 7.3.5求解全局设置及结果显示………………………………………………277 第8章 Icepak与 Static Structural/ CFD Post的协同…… 280 8.1热分析及热应力分析………………………………………280 Post中创建后处理区域…………………………………297 8.2.3插入变量的云图后处理项… ………………299 8.2.4插入热流密度矢量后处理项…………………¨¨………301 8.2.5插入变量的 Chokepoint后处理项 ………………302 8.2.6插入流线轨迹及其温度后处理项…………………………303 8.2.7插入流线轨迹动画演示后處理项…………305 82.8插入切面温度后处理项………………………306 8.2.9插入切面温度动画演示后处理项…………………………309 82.10插入切面流速后处理项 .,,,,,,,、,,,,, ………………309 8.2.11插入温度和速度等值面后处理项………310 8.212插入空间体积后处理项灬…310 8.2.13插入温度变量沿直线变化的曲线后处理项 …………………………312 8214插入可用于后处理的自定义表达式和变量………………………314 8.2.15创建新的 CFD PoSt选项以比较不同模型计算结果 316 82.16对比不同模型的后处理选项……………………¨…¨…317 目录 第9章应用 ansys icepak Workbench与 MAPDL协同技术进行结构有限元分析…321 9.1概述 321 9.1.1WB概述……………………………………………………………………321 912WB的命令流工作方式…… ……325 9.1.3实例演示……………………………………………………………………………325 92WB与 MAPDL的联系 ……328 921WB中的 MAPDL ……………328 922茬WB中插入APDL命令 …………331 923插入选项与 933面/面装配实例… ……347 94实例分析 349 94.1梁提升模拟……… …………………………349 94.2索提升模拟 ………………353 94.3支架结構倾覆分析· ……356 944天线阵结构强度和刚度分析…………………………………………………………359

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