新能源汽车有限元分析 课件 第11-17章 新能源汽车振动问题的有限元分析-新能源汽车优化问题的有限元分析

第11章新能源汽车振动问题的有限元分析第11章新能源汽车振动问题的有限元分析振动是物体在平衡位置附件的往复运动，其本质是系统外界受到刺激，内部具有质量和弹性，受到外界激励对系统做功，转化为质量块的动能和弹性体的势能。振动包含四要素，分别是激励、质量、弹性和阻尼。图中的“振动系统”是指所研究的振动对象，从振动理论来分析，“振动系统”是表示研究对象的振动特性。“输入”或“激励”是表示初始干扰和激振力等外界因素对系统的作用，包括力、位移、速度、加速度等物理量。“输出”或“响应”是表示系统在输入或外激励作用下所产生的动态响应，包括振动对象的力、位移（速度、加速度）等物理量的变化规律。第11章新能源汽车振动问题的有限元分析按对系统的激励类型分为：（1）自由振动：系统受初始激励后不再受外界激励的振动。（冲击振动…）（2）受迫振动：系统在外界控制的激励作用下的振动。（大多数的振动）（3）自激振动：系统在自身控制的激励作用下的振动。（发电机等的振动）（4）参数振动：系统自身参数变化激发的振动。（溜溜球等的振动）第11章新能源汽车振动问题的有限元分析按系统的响应类型分为：1.确定性振动：响应是时间的确定性函数。根据响应存在时间分为暂态振动和稳态振动：前者只在较短的时间中发生，后者可在充分长时间中进行。根据响应是否有周期性还可分为：（1）简谐振动：响应为时间的正弦或余弦函数；（2）周期振动：响应为时间的周期函数，可用频谱分析方法展开为一系列周期可通约的简谐振动的叠加。（3）准周期振动：若干个周期不可通约的简谐振动组合而成的振动；（4）混沌振动：响应为时间的始终有限的非周期性函数。2.随机振动：响应为时间的随机函数，只能用概率统计的方法描述。在现实的环境中基本没有完全满足确定性的振动，但根据不同的需要或者工作的侧重，随机振动可以简化为确定性振动的某一种。汽车振动性能，又称为NVH（Noise、Vibration&Harshness）性能。NVH性能指乘员感受到的噪声、振动及相关的动态不舒适性，主要的振动问题如图11-2所示.图11-2汽车的振动问题分类第11章新能源汽车振动问题的有限元分析汽车行驶在路面上会产生上下振动，如果把汽车作为一个整体系统来研究，对汽车的上下振动进行动力学建模。第11章新能源汽车振动问题的有限元分析

汽车振动模型简化第11章新能源汽车振动问题的有限元分析11.1.1汽车振动问题的有限元基本方程按照振动理论，建立多自由度汽车系统的微分方程表示质量矩阵表示刚度矩阵表示加速度向量表示速度向量表示阻尼矩阵表示位移向量第11章新能源汽车振动问题的有限元分析11.1.2汽车振动问题的主要类型振动分析是已知激励和系统特性，求系统响应。属于振动的正问题，用有限元方法模拟振动试验，属于动力学分析范畴。动力学分析前一般要求进行结构的模态分析。振动分析一般分为：谐响应分析：谐响应分析是用于确定线性结构在承受随时间按正弦（简谐）规律变化的载荷时稳态响应的一种技术。谱分析：响应谱分析（ResponseSpectrum）是一种频域分析，从频域的角度计算结构的最大响应，其输入载荷为不稳定振动载荷的位移频谱、速度频谱、加速度频谱（最常用），如地震、飞行噪音、飞行过程、导弹发射等。随机振动分析：它是确定随时间变化载荷（例如爆炸）作用下结构响应的技术。ANSYSWorkbenchWorkbench界面左侧是工具箱，工具箱窗口包含了工程数值模拟所需的各类模块，其中相关振动分析的主要有Model、HarmonicResponse、ResponseSpectum和RandomVibration等模块。11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析11.2.1基于ANSYSWorkbench的模态分析模态分析是用来确定结构的振动特性(固有频率和振型)的技术，是其他动力学分析的基础。通过模态分析，可以认识到结构对不同动力载荷的响应特性，使结构避免共振，或以特定的频率进行振动。基于ANSYSWorkbench的模态分析利用【Modal】模块11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析图11-5ANSYSWorkbench模态分析模块11.2.1基于ANSYSWorkbench的模态分析在模态分析中，很多是存在预应力的，由于不能在modal中添加结构载荷进行计算，这时就需要在静力学分析结果中建立模态分析。先建立静力学分析，进行结构载荷求解后，将静力学模块的solution拖到【Modal】上共享，对静力学分析的结果进行传输。11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析图11-6ANSYSWorkbench有预应力模态分析模块11.2.2基于ANSYSWorkbench的谐响应分析利用ANSYSWorkbench分析结构的谐响应时，需要首先进行模态分析计算结构的固有频率和振型。将谐响应分析模块拖入模态分析Modal单元格上，共用模态分析数据，双击Setup进入谐响应分析环境。11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析图11-7ANSYSWorkbench谐响应分析模块与数据传递谐响应分析的输入通常为已知大小和频率的谐波载荷（力、压力和强迫位移）或者同一频率的多种载荷，以矢量或者分量形式，可以是同相或不同相的。11.2.3基于ANSYSWorkbench的响应谱分析响应谱分析计算结构各阶振型在给定的载荷频谱下的最大响应，需要首先进行模态分析计算结构的固有频率和振型。Workbench中的响应谱分析模块为【ResponseSpectrum】如下图所示。11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析图11-8ANSYSWorkbench响应谱分析模块11.2.4基于ANSYSWorkbench的随机振动分析随机振动分析是一种频域分析，需要首先进行模态分析。Workbench中的随机振动分析模块【RandomVibration】如下图11-9所示。11.2基于ANSYSWorkbench的振动分析图11-8ANSYSWorkbench响应谱分析模块随机振动分析是以加速度谱密度（PSD）来表示的，PSD表示在给定频率上的加速度均方根的平方除以分析带宽。随机振动适合模拟宽带振动环境，频率范围通常在设备的最低共振频率到最高共振频率之间‌。车身结构模态是控制汽车常规振动的关键指标，通过对车身模态分析得到各阶模态频率和模态特性，与厂家提供的实验模态结果进行对比，如图11-10所示，可以验证模型建立的可靠性，从而对该白车身的动态特性做出评价。图11-10有限元模态分析与试验模态分析对比示意11.3新能源汽车车身的模态分析汽车本身就是一个具有质量、弹簧和阻尼的振动系统。模型的选择既要考虑到模型尽量简化，以减少计算的复杂程度，又要考虑使模型与实际情况相符。利用ANSYSWorkbench中【Modal】完成车身的模态分析。图11-11四轮汽车简化的立体模型11.3新能源汽车车身的模态分析将【model】模块拖入Workbench工作区域，右键Geoemtry>ImportGeometry>Browse，将模型M11-3.x_t导入，设置Units为mm，车身模型如图11-12所示。11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.2几何模型建立图11-12车身模型（1）定义材料：车身材料选择默认的结构钢。（2）网格划分：点击Mesh，鼠标右键选择Insert>Sizing，选择所有面，并设置Elementsize为50mm。（1）建立地面与车身的弹簧支撑，在四个轮胎位置的建立4个弹簧支撑。右键点击Connection>Insert>Spring，添加4个弹簧支撑，如下图11-14所示，或者从命令条中的Connection，下拉Connect，找到Spring选项。图11-14设置弹簧接触11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.3边界条件的设置以左前轮的弹簧支撑为例，说明弹簧参数的设定，选择车架左前轮胎位置的表面作为弹簧支撑面，设置弹簧长度为100mm。图11-14设置弹簧接触11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.3边界条件的设置设置弹簧刚度（LongitudinalStiffness）为20000N/mm，阻尼选择默认为0。求解车身的前25阶模态：点击AnalysisSettings，将MaxModestoFind设置成25，如图11-17，忽略阻尼，设置完成，右键点击Solve，完成求解。图11-17模态求解设置11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.4求解设置（1）结果查看：点击Solution，右键Insert>TotalDeformation，查看结果。前25阶固有频率值如图11-18。图11-18固有频率值11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.5结果查看与分析点击Deformation，在细节框Definition>Mode中可以选择查看哪一阶固有频率对应的振型，前6阶固有频率对应的振型图11-19汽车车身1-6阶固有频率对应的振型图11.3新能源汽车车身的模态分析11.3.5结果查看与分析11.4.2几何模型的建立(同11.3.2)11.4.3模态分析模态分析完成，将模态分析结果导入谐响应分析模块。11.4.4约束以及载荷的施加点击HarmonicResponse，右键Insert>Acceleration，设置X方向和Y方向的加速度值均为9800mm/s2。11.4新能源汽车车身的谐响应分析11.4.5求解设置点击AnalysisSettings，将RangeMinimum设置为10Hz，将RangeMaximum设置为60Hz，SolutionIntervals设置为50，SolutionMethod选择模态叠加法（ModeSuperposition）。忽略阻尼，其余均选择默认，右键点击solve，进行求解。如果要精确判断在共振频率的响应情况，可以将UserDefindedFrequency设置为Yes，输入两个可能的共振频率例如：22.06和32.558，如图11-21所示，此时需要设置阻尼系数。11.4新能源汽车车身的谐响应分析图11-21谐响应分析的求解设置11.4.6结果查看与分析（1）结果查看：点击Solution，右键Insert>Deformation，查看变形云图，见图11-22所示。点击Solution，右键Insert>Stress，插入应力，选择所有体，查看整个车身应力云图，如图11-23。11.4新能源汽车车身的谐响应分析图11-22车身整体变形云图(mm)图11-23车身整体应力云图（MPa）11.4.6结果查看与分析点击Solution，右键Insert>FrequencyResponse>Deformation，插入变形，选择车身底板位置平面以及后部轮胎上方平面，查看所选位置面变形和频率之间的关系情况，11.4新能源汽车车身的谐响应分析图11-24变形与频率关系曲线点击Solution，右键Insert>FrequencyResponse>Stress，插入应变，选择车身底板面，查看底板处应力和频率之间的关系情况。图11-25应力与频率关系曲线11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.2几何模型的建立与导入该电池包主要包括箱体、内支撑架、电池组、电池箱盖。将【Modal】模块和【ResponseSpectum】模块拖入Workbench工作区域，并将几何模型，材料数据和分析结果共享，首先完成模态分析。（1）模型导入：右键【Modal】模块的Geometry>ImportGeometry>Browse，导入M11-5.x_t文件。电池箱整体模型及下箱体如图11-27所示。仅下箱体及下箱体支架用于后续谐响应分析。图11-27电池箱模型及其下箱体11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.3模态分析（1）定义材料：电池箱下箱体和支撑架的材料为Q235，使用默认的StructuralSteel。（2）网格划分：整体采用尺寸大小为15mm的壳单元，以四边形单元为主，三角形单元作为四边形高质量网格的过渡的方式，对绘制好的三维模型进行划分。（3）定义接触关系：下箱体及支架由程序默认为绑定bonded接触。11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.3模态分析（4）设置边界条件：点击Modal，右键Insert>FixSupport，设置底部连接板位置以及电池箱侧边铰接位置为固定支撑，如下图所示。（5）求解设置：点击AnalysisSettings，将MaxModestoFind设置为20，右键点击solve，进行求解。11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.3模态分析（6）结果查看：点击Solution，右键Insert>TotalDeformation，查看前20阶固有频率值及其对应的振型。第一阶模态频率为175.94，模态振型为电池箱中间部位的上下振动，第二阶模态频率为185.02，模态振型为电池箱左右部位的上下振动，第三阶模态频率为196.04，模态振型为电池箱中间及左右部位的上下振动。11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.3模态分析（6）结果查看：点击Solution，右键Insert>TotalDeformation，查看前20阶固有频率值及其对应的振型。第一阶模态频率为175.94，模态振型为电池箱中间部位的上下振动，第二阶模态频率为185.02，模态振型为电池箱左右部位的上下振动，第三阶模态频率为196.04，模态振型为电池箱中间及左右部位的上下振动。11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.4响应谱分析模块设置将模态分析的几何、材料、模型以及求解结果与响应谱分析共享，双击【ResponseSpectrum】模块的Setup，打开响应谱分析模块。（1）添加冲击响应谱，在本算例中使用持续时间为11ms、幅值为50g的半正弦脉冲作为加速度，系统阻尼恒为5%时的绝对加速度响应谱。11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.5响应谱求解设置点击ResponseSpectrum，右键Insert>RSAcceleration，设置Y方向的加速度响应谱，状态栏中，Scope>BoundaryCondition选择AllSupport，Definition>LoadData选择TabularData，在右侧的表格中输入图中的数据，方向Direction选择YAxis，其余默认即可图11-33Y方向的加速度响应谱11.5新能源汽车电池箱的响应谱分析11.5.4响应谱分析模块设置将响应用SRSS（平方根法）振型组合法进行组合，合并最大模态响应，输出控制中选择计算速度和加速度，其余默认，最终计算出结构响应随时间的变化曲线和结构的最大总响应。11.5.6结果分析点击Solution，右键Insert>deformation，插入变形，右键Insert>Stress，插入应力，查看电池箱的整体变形和应力分布情况，见图11-35和11-36。图11-35电池箱变形云图（mm）图11-36电池箱应力云图（MPa）1.6新能源汽车电池箱的随机振动分析电池箱分别受到垂直于电池组平面的激励作用，建立零件和零件之间相应的连接关系。基于加速度功率谱密度曲线（ASD）对该电池箱进行随机振动的结构有限元分析。利用ANSYSWorkbench中【Modal】模块和【RandomVirbration】模块完成电池箱的随机振动分析。几何模型的建立以及模态分析都与11.5节相同。1.6新能源汽车电池箱的随机振动分析11.6.2载荷设置（1）施加功率谱密度：点击RandomVibration，右键Insert>PSDAcceleration，设置X、Y方向和Z方向的加速度功率谱密度，在Scope>BoundaryCondition中选择AllSupport，在Definition>LoadData中选择TabularData，然后在右侧的表格中输入图中的数据，在Direction中分别选择XAxis、YAxis和ZAxis，其余默认即可，分别如图11-38，11-39，11-40所示：图11-38X方向(横向)功率谱密度1.6新能源汽车电池箱的随机振动分析11.6.2载荷设置当输入的PSD曲线存在红色曲线时，单击LoadData，选择ImprovedFit，则程序会自动计算较为合适的PSD插值点，改善PSD的求解精度。图11-40Z方向（纵向）功率谱密度图11-39Y方向(垂向)功率谱密度1.6新能源汽车电池箱的随机振动分析11.6.3求解设置点击AnalysisSettings，将NumberModalToUse设置为All，将DampingControls>DampingRatio设置为0.02，OutputControls中CalculateVelocity和CalculateAcceleration选择Yes，其余选择默认。右键点击solve，进行求解，参数设置如图11-41所示。图11-40Z方向（纵向）功率谱密度1.6新能源汽车电池箱的随机振动分析11.6.4结果查看与结果分析（1）结果查看：点击Solution，右键Insert>Deformation，选择底部面板，并设置方向为Y方向，垂直电池箱的方向，ScaleFactor选择3Signa，查看底部面板变形情况，见图11-42；右键insert>Stress，插入equivalentstress，同样选择Y方向，和3Signa，查看99.7%的概率的应力情况，如图11-43。图11-40Z方向（纵向）功率谱密度感谢关注与支持第12章新能源汽车流场问题的有限元分析第12章新能源汽车流场问题的有限元分析流场是指流体（如空气或液体）在空间中运动时形成的速度、压力、密度等物理量的分布状态。流场的本质是流体在外界条件（如车速、风场、几何形状等）的激励下，因惯性、黏性及压力梯度等作用而产生的动态响应。第12章新能源汽车流场问题的有限元分析12.1.1流体的基本概念（1）流速（Velocity）流速v是流体质点在单位时间内的移动距离。（2）压强（Pressure）:压强p是单位面积上的压力。对于静止的流体，只有静压强。对于流动的流体，有静压强（StaticPressure）、动压强（DynamicPressure）、和总压强（TotalPressure）。（3）粘性（Viscocity）:粘性是流体内部发生相对运动而引起的内部相互作用。（4）密度（Density）:流体的密度为单位体积所含物质的多少.（5）定常（Steady）与非定常（Unsteady）:按照运动要素是否随时间变化，流体运动可分为定常流动与非定常流动。运动要素不随时间变化的流动称为定常流动，反之，运动要素随时间变化的流动称为非定常流动。（6）层流（Laminar）与湍流（Turbulence）:流体流动状态可分为层流流动和湍流流动，湍流也可被称为紊流。在层流流动中，流体层与层之间相互没有任何干扰；而在湍流流动中，层与层之间相互干扰，既有质量的传递，又有动量的传递。第12章新能源汽车流场问题的有限元分析12.1.2计算流体动力学（CFD）的控制方程流体流动的基础守恒定律为：质量守恒定律、动量守恒定律、能量守恒定律。控制方程（GoverningEquations）是这些守恒定律的数学描述。第12章新能源汽车流场问题的有限元分析12.1.3计算流体动力学（CFD）的求解过程（1）前处理:建立模型和网格划分是前处理阶段最耗时的工作。在前处理阶段生成网格的关键是在计算精度和计算成本之间取得平衡。（2）求解器求解:常用的数值求解方案包括有限差分法、有限元法、有限体积法。这些方法的求解过程大致相同，步骤为：借助简单函数近似待求的流动变量；将近似关系代入控制方程，形成离散方程组；求解离散方程组。（3）后处理:后处理的目的是有效的观察和分析计算结果，并协助完成分析报告。12.2ANSYSWorkbench流场仿真平台在ANSYSWorkbench的流场仿真分析中，Fluent模块新能源汽车领域的流场仿真分析中具有独特的优势。ANSYSFluent的核心是基于有限体积法（FVM）的数值求解器，能够处理从低速不可压流到高超音速流动的各种流动类型，适用于模拟从不可压缩到高度可压缩范围内的复杂流动。同时，ANSYSFluent还支持多物理场耦合分析，如流-热耦合、流-固耦合等，能够更全面地模拟新能源汽车在实际运行中的各种复杂物理现象，为新能源汽车的研发提供强有力的支持。12.2ANSYSWorkbench流场仿真平台12.2.1Workbench流场仿真环境按照软件的打开方式区分，ANSYSFluent的运行方式可分为两种：在ANSYSWorkbench的框架内打开使用、单独打开使用。在Workbench中打开的Fluent启动面板如下图。Dimension可转换二维和三维模型；DoublePrecision对应双精度数据类型，其精度更高，但计算时间更长；SolverProcesses设定本次Fluent计算所用的CPU核数，核数越多，计算越快；在Workbench中打开时WorkingDirectory工作路径不可自定义。图12-4Workbench中打开的Fluent启动面板12.2ANSYSWorkbench流场仿真平台12.2.2Workbench流场仿真流程本节以在ANSYSWorkbench中运行Fluent为例，建立Fluent分析流程。具体流程为：（1）建立几何模型（2）划分网格：设置物理场为流场CFD-Fluent；定义整体网格设置；插入局部网格设置；插入边界层；生成并检查网格。（3）命名边界条件:为了让Fluent快速识别边界，需提前命名对应面。（4）Fluent主界面：Fluent的主界面由标题栏、菜单栏、工具栏、导航栏、控制面板、图形窗口与文本窗口组成。仿真时可按照左侧树形导航栏由上至下顺序设置。（5）设置材料属性：Materials>Fluid>Air，打开Fluent材料库，添加除默认空气外的流体材料。（6）设置物理模型：Models选项，在Models面板中选择基本物理模型12.2ANSYSWorkbench流场仿真平台12.2.2Workbench流场仿真流程（7）设置计算区域：CellZoneConditions选项，设置计算区域材料、计算区域运动情况等。（8）设置边界条件：BoundaryConditions选项，设定边界条件类型。（9）设置算法及求解格式：SolutionMethods选项，可以设置SIMPLE、SIMPLEC、PISO等求解算法。（10）设置监测窗口：Monitors选项，可以设置监测曲线，也可以输出监测参数的数据。（11）初始化流场：SolutionInitialization选项，初始化流场，提供一个初始解。（12）设置计算面板：RunCalculation选项，定常计算时设置迭代步数、迭代步长等计算参数，非定常计算时设置时间步长、计算时间等计算参数。（13）保存结果：File>Write>Case&Data选项，保存Case和Data文件。（14）结果后处理：可以选择Fluent自带的后处理功能，也可以采用CFDPost等后处理软件。12.3汽车空气流场二维仿真分析某电动汽车的前进速度为20m/s，计算电动汽车行驶过程中周围的空气流场分布。新能源汽车空气流场的二维仿真分析方法，包括仿真模型的建立、边界条件的设定、求解算法的选择以及结果的后处理等内容。仿真分析流程的每个模块如图12-6所示。12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.2建立几何模型在汽车周围流场的仿真计算中，仿真对象为汽车周围的空气，因而建立的二维计算模型为排除汽车固体区域的流体区域。采用从车头至车尾的纵向垂直剖面为二维流场仿真模型，如12-7所示。图12-7简化后的电动汽车二维流场模型12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.2建立几何模型在汽车周围流场的仿真计算中，仿真对象为汽车周围的空气，因而建立的二维计算模型为排除汽车固体区域的流体区域。采用从车头至车尾的纵向垂直剖面为二维流场仿真模型。图12-8二维汽车流场模型12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.2建立几何模型（1）定义边界面：利用NamedSelection命名流场的进口、出口、汽车轮廓线。（2）划分网格：双击Mesh进入AnsysMesh软件，设置求解器为CFD-Fluent。设置全局网格尺寸为0.1m，在汽车轮廓线处设置边界层网格，边界层数为3，增长率为1.2，最大厚度为0.03m。网格划分完成返回Workbench界面，右键Mesh>Update。图12-9边界层网格“Inflation”参数设置图12-10汽车外围流场网格划分12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.3Fluent前处理设置双击Setup进入Fluent的启动界面如图12-11所示。图12-11AnsysFluent的启动界面12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.3Fluent前处理设置（1）设置材料与计算域材料：Fluent的设置顺序可按照左侧树形图由上至下的顺序，在Materials中，右键Fluid>New添加新材料入备选库。可在计算域CellZoneConditions中改变流场材料，本例默认为Air。图12-12CellZoneConditions选项面板12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.3Fluent前处理设置（2）设置边界条件：设置进口端为速度进口边界条件，速度值为20m/s；设置出口端为压力出口边界条件，压力值为0Pa，压力出口边界值为静压基准值。边界条件设置如图12-13所示。图12-13边界条件的设置面板12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.3Fluent前处理设置（3）设置监测曲线：监测曲线Monitors用来监测计算过程，也可用来辅助判断计算结果的收敛性。通常需要设置残差曲线ResidualMonitors和参数变化曲线。在设置残差曲线时可将参数的目标值降低2-3个数量级至10-6，以免在设定的迭代步数前结束计算。本例参数变化曲线可监测出口端速度值，计算结束后出口端速度值应趋于定值。12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.4Fluent求解设置（1）初始化流场并计算：初始化流场Initialization可为流体计算提供迭代前初始值，本例选用默认的HybridInitialization即可，点击Initialize进行初始化。RunCalculation计算面板如图12-16所示，在本例中需要改变迭代步数NumberofIterations，可设置为1500，点击Calculate进行计算。图12-16RunCalculation计算面板12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.5Fluent后处理查看结果（1）保存结果：在计算结束后点击File>Export>Case&Data保存文件。（2）启动CFDPost：在Workbench界面双击Results启动CFD-Post软件，软件会自动读取Fluent的计算结果。（3）查看速度云图：点击Location建立监测面，本例中建立z=0平面，如图12-17所示。图12-17建立监测平面板12.3汽车空气流场二维仿真分析12.3.5Fluent后处理查看结果点击Contour按钮建立云图，在Locations处选择上述监测平面，Variable处选择速度，获得速度云图，如图12-18所示。可见速度最大值主要分布在车顶处，为33.8m/s，低速区则集中在车尾处。（4）查看压强云图：同样点击Contour按钮建立云图，Variable处选择压力，获得流场压强云图如图12-19所示。高压区域位于车头前方区域，但高压值较小。图12-18流场速度云图图12-19流场压强云图12.4三维压力管道流场仿真分析三维压力管道仿真分析流程的模块如图12-21所示。由直径不同两段管道组成的压力管道，水流由小管流入大管，小管流速1m/s，小管直径0.2m，大管直径0.5m，大小管长度均为1m，管道几何形状如图12-22所示，求管道内水头损失。图12-22管道几何模型图12-21AnsysFluent流场模块12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（1）建立几何模型：双击Geometry打开建模软件DM，在DM中通过建立两个直径不同的圆柱体组合成三维管道模型。命名小直径管道圆面为进口Inlet，大直径管道圆面为出口Outlet，其余侧面为壁面Wall。（2）划分网格：双击Mesh进入AnsysMesh软件，设置求解器为CFD-Fluent。设置全局网格尺寸为0.02m，在Mesh>Inflation中设置边界层网格。返回Workbench界面后，右键Mesh>Update。图12-24边界层网格参数设置图12-25管道模型整体网格划分12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（3）启动Fluent：双击Setup进入Fluent的启动界面，选择CPU核心数，如4个核心。进入Fluent软件页面后，选择Domain>MakePolyhedra将四面体网格转变为多面体网格。当采用AnsysMesh划分网格时，需在Fluent软件中点击MakePolyhedra。图12-26管道模型多面体网格划分12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（4）材料与边界条件设置：在Materials中，右键Fluid>New>FluentDatabase添加water-liquid(h2o<l>)材料。在CellZoneConditions中将流场材料设为水。设置进口端为速度进口边界条件，速度值为1m/s，设置出口端为压力出口边界条件，压力值为0Pa，（5）设置监测曲线：设置残差曲线Monitors>ResidualMonitors残差值为10-6。设置ReportPlots>New>SurfaceReport>Area-WeightedAverage监测出口面流速，如图12-27所示。图12-27监测面设置12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（4）材料与边界条件设置：在Materials中，右键Fluid>New>FluentDatabase添加water-liquid(h2o<l>)材料。在CellZoneConditions中将流场材料设为水。设置进口端为速度进口边界条件，速度值为1m/s，设置出口端为压力出口边界条件，压力值为0Pa，（5）设置监测曲线：设置残差曲线Monitors>ResidualMonitors残差值为10-6。设置ReportPlots>New>SurfaceReport>Area-WeightedAverage监测出口面流速，如图12-27所示。图12-27监测面设置12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（6）初始化流场并计算：选用默认的HybridInitialization，点击Initialize进行初始化。设置迭代步数NumberofIterations为1500，点击Calculate计算，残差逐渐减小，出口速度趋于稳定。（a）残差监测曲线

（b）出口速度检测曲线图12-28监测曲线变化12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.2Fluent流场分析前处理（7）计算进出口压力差：Fluent软件本身具有部分后处理能力，进出口压力差数值的读取可在Fluent中进行。点击Report>SurfaceIntegrals输出进出口总压值，如图12-29所示，计算进出口压力差为467.3Pa。图12-29进出口压力差12.4三维压力管道流场仿真分析12.4.3结果查看与分析启动CFDPost建立监测面:在Workbench界面双击Results启动CFD-Post软件，建立监测平面y=0。（3）查看速度与压强云图：点击Contour按钮建立云图，在Locations处选择y=0监测平面，Variable处选择速度或压强。速度云图12-31显示管道壁面处速度为0，在管道出口处速度为非均匀分布状态。图12-31管道速度云图图12-32管道压强云图12.5三维压力管道单向流固耦合分析由直径不同两段管道组成的压力管道，水流由小管流入大管，（流场部分与第4节相同）。出口静水压强为98100Pa（10m水头），管道壁厚为0.02m，管道进出口断面固定支撑，材料为钢，求管道的应力分布。CustomSystems里的【FSI:FluidFlow(FLUENT)】和模块【StaticStructural】模块共同实现单向流固耦合，由Fluent计算流体部分，Mechanical计算固体部分，计算数据由流体向固体单向传递。图12-33单向流固耦合分析模块与数据传递12.5三维压力管道单向流固耦合分析12.5.2几何模型的建立与处理几何建模与流体计算的部分操作与第12.4节类似，相同部分不再赘述。（1）建立几何模型：在压力管道流场模型的基础上，应用Thin命令创建0.02m厚管壁模型。（a）流体模型（b）固体模型（2）定义边界面：流体与固体区域需建立成两个独立的体，除了命名流场的进出口面外，流体与固体交界面需要分别命名。12.5三维压力管道单向流固耦合分析12.5.3求解设置（1）流体区域计算设置：双击流体模块【FluidFlow(FLUENT)】的Mesh进入AnsysMesh，将Geometry里的Solid抑制，其他操作与第12.4节相同。双击Setup进入Fluent软件设置，将边界出口处压力设置为98100Pa，其他操作与第12.4节相同。（2）固体区域计算设置：双击【StaticStructural】模块Model进入固体分析软件Mechanical。将Geometry里的Fluid抑制。划分网格时，设置全局网格尺寸0.02m，设置Multizone多区域网格划分方法，网格划分效果如图12-36所示。图12-36管壁区域网格划分效果12.5三维压力管道单向流固耦合分析12.5.3求解设置（3）约束设置：在管壁左右圆环断面施加FixedSupport固定约束，在管壁与流体交界面（属于管壁的面）导入流体的压强载荷如图12-37所示，右键ImportedLoad>Insert>Pressure。ImportedPressure明细下设置TransferDefinition>CFDSurface为属于流体的交界面。图12-37流体压强载荷的引入（4）应力计算：在Solution中插入EquivalentStress和TotalDeformation点击Solve计算。12.5三维压力管道单向流固耦合分析12.5.4结果查看（1）结果查看：位移输出结果如图12-38所示，最大位移位于细管和粗管的相接处，最大位移为3.1×10-6m。等效应力结果如图12-39所示，最大应力位于管道中间的直径变化断面上，为1.64×106Pa。图12-38位移分布图图12-39等效应力分布图感谢关注与支持第13章新能源汽车热问题的有限元分析第13章新能源汽车热问题的有限元分析热分析在许多工程应用中扮演重要角色，如内燃机、涡轮机、换热器、管路系统、电子元件等。有限元分析可以通过建立电池组和电机等关键部件的模型，模拟其在不同工况下的温度变化和热量传递过程。也可以用于优化热管理系统的设计，提高系统的效率和安全性。13.1.1热传递的基本类型热传递有三种基本类型，分别是传导、对流和辐射，如图13-1所示。传导是两个良好接触的物体之间的能量交换或一个物体内由于温度梯度引起的内部能量交换。对流指在物体和周围介质之间发生的热交换。辐射表示一个物体或两个物体之间通过电磁波进行的能量交换。在绝大多数情况下，热传导问题都带有对流和/或辐射边界条件。第13章新能源汽车热问题的有限元分析图13-1热传递的三种基本类型在国际标准单位制中，热分析的主要术语和单位如下表13-1所示：第13章新能源汽车热问题的有限元分析传热过程的基本变量就是温度，它是物体中的几何位置以及时间的函数。根据Fourier传热定律和能量守恒定律，可以建立热传导问题的控制方程，对于微元，生成的热量为。微元如图13-2所示：第13章新能源汽车热问题的有限元分析由能量守恒定律，微元体内的净流出热流量等于内能增加，即二维物体的瞬态温度场满足:13.1.2热传递的基本方程第13章新能源汽车热问题的有限元分析各向同性时:

λx

=λy

=λzqi=0

稳态:平面区域:无内部热源:可以表述为：对应不同的热边界条件，微分方程的解是不同的，对于平面结构有不同的温度分布13.1.2热传递的基本方程第13章新能源汽车热问题的有限元分析

由于方程不封闭，需补充条件。各向同性均匀材料的Fourier定律

于是，有第一类边界条件：边界上已知温度T，即第二类边界条件：边界上已知热流密度，即第三类边界条件：已知与物体相接触的流体介质的温度和换热系数为已知，即简单三角形单元，单元内温度假定为线性分布：第13章新能源汽车热问题的有限元分析设单元3个顶点的温度分别为：形状函数矩阵单元内各点温度为：13.1.3热传导的有限元分析方程瞬态热传导问题变分泛函为：第13章新能源汽车热问题的有限元分析稳态问题，温度不随时间变化，，得：泛函的变分取驻值，可得控制方程和第二类和第三类边界条件，第一类边界条件应强制满足，称为本质边界条件；第二、第三类边界条件是自然边界条件。13.1.3热传导的有限元分析方程第13章新能源汽车热问题的有限元分析

有限元法将物体离散为n个单元体，即，将单元内的温度场用节点上的温度插值，有代入泛函，泛函称为：

13.1.3热传导的有限元分析方程第13章新能源汽车热问题的有限元分析

将单元矩阵组合后，得到物体的总体矩阵，对泛函变分取极值，即

得有限元方程组[KT]称为热传导矩阵，[C]为热容矩阵，{RT}为等效节点温度载荷列阵。对稳态问题，上述方程是线性的，热传导方程是对称正定的，求解类方法似于结构分析。对瞬态问题，需采用有限差分法，将离散，或采用显式时间积分，如中心差分，或采用隐式时间积分，如Newmark差分。

13.1.3热传导的有限元分析方程运用ANSYS软件可进行热传导、热对流、热辐射、相变、热应力以及接触热阻等问题的分析求解。此外，ANSYS不仅能解决纯粹的热分析问题，还能解决与热相关的其它问题，如热—应力分析、热—电分析、热—磁分析等。一般称这类涉及两个或多个物理场相互作用的问题为耦合场分析。13.2基于ANSYSWorkbench的热分析13.2.1ANSYSWorkbench热分析类型13.2基于ANSYSWorkbench的热分析（1）稳态热分析:流入系统的热量加上系统自身产生的热量等于流出系统的热量，则系统处于热稳态。在稳态热分析中任一节点的温度都不随时间变化。（2）瞬态热分析:瞬态传热过程指一个系统的加热或冷却过程。在这个过程中，系统的温度、热流率、热边界条件以及系统内能随时间都有明显变化。计算随时间变化的条件下，温度的分布和热特性。（3）耦合场热分析：ANSYS提供了两种分析耦合场的方法：直接耦合法与间接耦合法。（4）线性与非线性热分析:ANSYS在热分析过程中，如果有下列情况中的一种或几种出现，则该分析为非线性热分析：材料热性能随温度变化、边界条件随温度变化、含有非线性单元、考虑辐射传热。13.2.2ANSYSWorkbench热问题的分析设置13.2基于ANSYSWorkbench的热分析ANSYSWorkbench热分析模块主要包括：热分析时主要注意以下几项内容：材料属性的添加、边界条件的设定、热载荷和结果的输出等。1.材料特性ThermalConductivity

在EngineeringData中输入温度相关的导热性以表格形式输入若存在任何的温度相关的材料特性，就将导致非线性求解。

唯一需要的材料特性是导热性（ThermalConductivity）13.2基于ANSYSWorkbench的热分析2.组件与实体接触13.2基于ANSYSWorkbench的热分析对于结构分析，接触域是自动生成的，用于激活各部件间的热传导2.组件-接触区域13.2基于ANSYSWorkbench的热分析如果部件间初始就已经接触，那么就会出现热传导。如果部件间初始就没有接触，那么就不会发生热传导（见下面对pinball的解释）。总结：Pinball区域决定了什么时候发生接触，并且是自动定义的，同时还给了一个相对较小的值来适应模型里的小间距。2.组件-接触区域13.2基于ANSYSWorkbench的热分析如果接触是Bonded（绑定的）或noseparation（无分离的），那么当面出现在pinballradius内时就会发生热传导（绿色实线表示）。右图中，两部件间的间距大于pinball区域，因此在这两个部件间会发生热传导。2.组件-导热率13.2基于ANSYSWorkbench的热分析在ANSYSProfessional或更高版本，用户可以为纯罚函数和增广拉格朗日方程定义一个有限热接触传导（TCC）。在细节窗口，为每个接触域指定TCC输入值；如果已知接触热阻，那么它的相反数除以接触面积就可得到TCC值在接触界面上，可以像接触热阻一样输入接触热传导3.热载荷13.2基于ANSYSWorkbench的热分析热流量：热流速可以施加在点、边或面上。它分布在多个选择域上，它的单位是能量比上时间（energy/time）；完全绝热（热流量为0）：可以删除原来面上施加的边界条件热通量：热通量只能施加在面上（二维情况时只能施加在边上）它的单位是能量比上时间在除以面积（energy/time/area）热生成：内部热生成只能施加在实体上它的单位是能量比上时间在除以体积（energy/time/volume）正的热载荷会增加系统的能量。4.热边界条件13.2基于ANSYSWorkbench的热分析温度、对流、辐射：至少应存在一种类型的热边界条件，否则，如果热量将源源不断地输入到系统中，稳态时的温度将会达到无穷大。另外，给定的温度或对流载荷不能施加到已施加了某种热载荷或热边界条件的表面上。完全绝热条件将忽略其它的热边界条件给定温度：给点、边、面或体上指定一个温度温度是需要求解的自由度4.热边界条件13.2基于ANSYSWorkbench的热分析对流：只能施加在面上（二维分析时只能施加在边上）对流q由导热膜系数h，面积A，以及表面温度Tsurface与环境温度Tambient的差值来定义。“h”和“Tambient”是用户指定的值，导热膜系数h可以是常量或是温度的函数与温度相关的对流：为系数类型选择Tabular(Temperature)输入对流换热系数-温度表格数据在细节窗口中，为h(T)指定温度的处理方式4.热边界条件13.2基于ANSYSWorkbench的热分析辐射:施加在面上（二维分析施加在边上）式中：σ=斯蒂芬一玻尔兹曼常数ε=放射率A=辐射面面积F=形状系数

（默认是1）只针对环境辐射，不存在于面面之间（形状系数假设为1）斯蒂芬一玻尔兹曼常数自动以工作单位制系统确定4.热边界条件13.2基于ANSYSWorkbench的热分析5.求解选项13.2基于ANSYSWorkbench的热分析从Workbenchtoolbox插入Steady-StateThermal将在projectschematic里建立一个SSThermalsystem（SS热分析）在Mechanical里，可以使用AnalysisSettings为热分析设置求解选项5.求解选项13.2基于ANSYSWorkbench的热分析为了实现热应力求解，需要在求解时把结构分析关联到热模型上。在StaticStructural中插入一个importedload分支，并同时导入了施加的结构载荷和约束求解结构6.结果和后处理13.2基于ANSYSWorkbench的热分析后处理可以处理各种结果：温度热通量反作用的热流速用户自定义结果模拟时，结果通常是在求解前指定，但也可以在求解结束后指定。搜索模型求解结果不需要在进行一次模型的求解。模拟翅片式散热器热量在物体内部以及物体与环境之间的传递过程，可以帮助工程师在设计阶段预测散热器的性能，避免在实际应用中出现过热问题，提高产品的可靠性和使用寿命，可以优化散热器的结构设计和材料选择，确保其在正常工作条件下能够高效散热。散热器的稳态热分析和瞬态热分析以及散热性能评估。利用ANSYSWorkbench中【Steady-Statethermal】模块完成稳态热分析。利用【TransientThermal】模块完成瞬态热分析。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析13.3.2几何模型的建立采用Workbench软件对散热器建模，或导入其他CAD软件建立好的散热器模型，将【Steady-Statethermal】模块拖入Workbench工作区域，右击geometry>Importgeometry，导入M13-3.x_t模型，确定单位mm，模型如下图13-6所示：13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-6散热器几何模型13.3.2几何模型的建立（1）定义材料：返回到UnsavedProject-workbench界面，双击EngineeringData，点击GeneralMaterials，添加材料铜合金（CopperAlloy），如下图13-7所示。双击Model进入稳态热分析，将散热器的材料设置Assignment为CopperAlloy。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析已添加的材料多了两种材料属性Density（密度）和SpecificHeat（比热容）13.3.2几何模型的建立（2）网格划分：鼠标右键点击Mesh>Insert>Sizing，选择所有面，并设置Elementsize为5.0mm。产生如图13-8所示四面体网格，展开明细栏中的Statistics项目，检查网格质量。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析13.3.3稳态热边界条件的设置（1）添加热载荷：设置散热器的热通量，右键Steady-StateThermal>Insert>HeatFlow，选择散热器底部平面，设置大小为40W，如图13-9所示。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-9添加散热器的热通量13.3.3稳态热边界条件的设置（1）添加热对流Convention，设置散热器翅片的热对流系数，右键Steady-StateThermal>Insert>Convention，选择散热器翅片所有表面，输入值FilmCoefficient的大小为3*10-5W/mm2.℃，如图13-10所示。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-10热对流系数设置13.3.4稳态热求解设置参数选择默认即可，右键点击Solve，完成求解。13.3.5稳态热结果查看与分析（1）结果查看：点击Solution，右键Insert>Thermal>Tempeture，查看稳态温度，如图13-11所示。右键Insert>Thermal>TotalheatFlux，查看热通量，如图13-12。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-11稳态温度云图（℃）

图13-12热通量云图（W/mm2）13.3.6瞬态热分析利用ANSYSWorkbench中【Transient-Thermal】模块完成瞬态热分析。将【TransientThermal】拖入【Steady-StateThermal】的Model，瞬态热分析将和稳态热分析共享材料、模型和有限元模型，分析模块及数据传递如图13-13所示。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-13瞬态热分析模块及数据传输示意13.3.7瞬态热求解设置（1）求解设置：右键点击AnalysisSettings>StepEndTime，设置分析结束时间为50s。AutoTimeStepping选择程序自动控制（ProgramControlled），如图13-14所示。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-14瞬态热求解设置13.3.8瞬态热载荷设置（1）添加热载荷：散热器周围的热源会传到热量给散热器，右键TransientThermal>Insert>Convection，选择散热器翅片，输入初始值为0，1s之后到50s的换热系数FilmCoefficient为3*10-5W/mm2.℃，AmbientTemperature（环境温度）为20℃。13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-15添加热通量13.3.9瞬态热求解默认参数即可，点击Solution>Solve，完成求解。13.3.10结果查看与分析（1）结果查看：查看温度分布云图，右键Insert>Thermal>Tempeture，可以获取不同时刻的温度分布，以及系统达到热平衡状态所需要的时间如图13-16所示13.3翅片式散热器的稳态热和瞬态热分析图13-16温度云图以及随时间变化的温度数值热应力分析是通过计算结构有温度场作用下的应力变化，这种分析方法考虑了温度的影响，因此能够更准确地反映结构在实际工作条件下的应力状态。本例为一泵壳热应力的求解，泵壳承受的温度为60℃。假设泵的装配面也处于60℃，泵的内表面承受90℃的流体，泵的外表面环境用一个对流关系模拟停滞的空气，温度为20度。泵壳外表面与环境之间自然对流，对流换热系数为50W/m2℃，环境温度为22℃，泵壳材料为聚乙烯。螺栓孔为固定约束。利用ANSYSWorkbench中【Steady-State-thermal】模块和【StaticStructural】模块完成热应力分析。13.4泵壳的稳态热应力分析13.4.2几何模型的建立创建【SteadyStateThermal】模块，选择Geomery>ImportGeometry，导入M13-4.x_t模型，从Units菜单上确定单位为：Metric(kg,mm,s,C,mA,mV)，模型如下图13-17所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-17泵壳的几何模型13.4.2几何模型的建立（1）定义材料：ANSYSWorkbench材料库中有聚乙烯（Polyethylene），因此直接从材料库添加即可，双击EngineeringData得到MaterialProperties（材料特性），选中GeneralMaterials的同时，点击Polyethylene旁边的‘+’符号，把它们添加到项目中，返回到主页面项目ReturntoProject。双击Model进入稳态热分析，将散热器的材料设置Assignment为Polyethylene。（2）网格划分：点击Mesh，鼠标右键选择Insert>Refinement，选择需要重点关注的面，如图13-18所示，细化网格，点击GenerateMesh，检查网格质量。13.4泵壳的稳态热应力分析13.4.3稳态热边界条件设置（1）添加热载荷：泵壳承受的温度为60℃，泵的装配面也处于60℃下。右键Steady-StateThermal>Insert>Tempeture，选择泵壳的装配面，设置温度Magnitude为60℃。泵的内表面承受90℃的流体，右键Steady-StateThermal>Insert>Tempeture，选择泵壳的内表面，设置温度Magnitude为90℃。如图13-19所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-19设置泵壳装配面和内表面温度13.4.3稳态热边界条件设置（1）泵的外表面环境用一个对流关系模拟停滞空气，温度为20℃，右键Steady-StateThermal>Insert>Convention，选择泵壳所有外表面，输入filmCoefficient为1*10-5W/mm2.℃，如图13-20所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-20设置热对流系数13.4.4稳态热求解设置参数选择默认即可，右键点击Solve，完成求解。13.4.5稳态热结果查看与分析（1）结果查看：点击Solution，右键Insert>Thermal>Tempeture，查看稳态温度13.4泵壳的稳态热应力分析图13-21稳态温度云图（℃）13.4.6热应力分析利用ANSYSWorkbench中【StaticStructural】模块完成热应力分析。将【StaticStructural】拖入【Steady-StateThermal】的Model，稳态热分析和静力学分析共享材料、模型和稳态热分析的结果，如图13-23所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-23热应力分析的数据传输13.4.6热应力分析（1）边界条件设置：泵壳螺栓处的无摩擦支撑，点击StaticStructural>Insert>FrictionlessSupport，选中所有螺栓孔表面。如图13-24;（2）温度载荷添加：将稳态热分析之后得到的温度作为载荷施加在泵壳上，点击StaticStructural>Insert>BodyTempeture，然后点击ImportedBodyTemperature，选中整个泵壳体，右键ImportedBodyTemperature>ImportLoad。导入温度，如图13-25所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-24设置无摩擦支撑

图13-25加载温度13.4.6热应力分析（3）求解设置：AutoTimeStepping选择Off，其余为默认值，右键Solution>Solve，进行热应力求解计算。13.4.7热应力结果查看与分析（1）结果查看：右键Insert>displacement，查看变形分布云图，可以获取泵壳的变形情况，如图13-26所示。右键Insert>Stress>‌EquivalentStress，查看应力分布云图，获取泵壳的应力情况，如图13-27所示。13.4泵壳的稳态热应力分析图13-26泵壳变形云图图13-27泵壳应力分布云图电机的散热方式主要可以分两种，一种是自然散热，另一种则是利用冷却介质进行强迫冷却。自然散热是电机最传统的散热方式，具有成本低等优势。根据散热路径假设：定子槽内倍绕组与绝缘材料填满，绕组经绝缘材料与定子铁心紧贴；定子铁心与机壳间有极小的装配间隙。利用ANSYSWorkbench中【Steady-StateThermal】模块模块完成自然散热条件下电机温度场的计算。13.5高速电机自然散热下的温度场分析13.5.2几何模型的建立创建【Steady-StateThermal】模块，导入模型：右键单击Geometry，选择ImportGeometry，导入模型M13-5.x_t，确定单位mm，如图13-28所示。13.5高速电机自然散热下的温度场分析图13-28电机模型13.5.2几何模型的建立（1）定义材料：返回到Unsavedproject-workbench界面，双击EngineeringData，双击GeneralMaterials，添加材料铜（Copper）、铝（Aluminum）和永磁材料（Ndfeb），如图13-29所示；双击【Steay-StateThermal】的model，进入稳态热分析界面，将机壳Assignment设置为Aluminum，将绕组线圈设置为Copper，用磁铁设置为材料Ndfeb，其他材料均为StructuralSteel。13.5高速电机自然散热下的温度场分析图13-29选择材料库中的材料完成添加13.5.2几何模型的建立（2）网格划分：点击