ANSYS 摩擦生热教程

      今天用 Ansys Workbench  2022复现“两金属块摩擦生热”全过程🔥，操作巨详细，跟着做100%成功！附超实用避坑Tips✨~

🌟 先上结果

️ 保姆级操作步骤（跟着划重点❗）

✅ Step 1：几何建模 → 灵魂起手式！

• 定块：

  画一个 5mm × 1.25mm 的矩形（厚度设 1mm）  

• 滑块：

  画 1.25mm × 1.5mm 的矩形（厚度 1mm）  

• 关键操作：
  ⚡️ 在DM中右键 → “Surface Body”
  ⚡️ 属性栏勾选 2D Behavior → Plane Stress（平面应力！）  

  💡 贴士：厚度输入后一定要点 Generate！否则白干~

  
  

✅ Step 2：材料定义 → 热参数必填❗

• 新建材料 AL，照着填↓↓↓  

      
  ✔️ 弹性模量：206 GPa  
  ✔️ 泊松比：0.3  
  ✔️ 密度：2700 kg/m³  
  ✔️ 导热系数：150 W/(m·K)  ← **热传导核心！**  
  ✔️ 比热容：900 J/(kg·K)  
  ✔️ 摩擦系数：0.2      

• 避坑指南

  
   

  ️ 热参数在 Engineering Data 里单独加！没填导热/比热→温度直接报错❌  

✅ Step 3：网格与单元 → 换耦合单元！

• 插入APDL命令流：

  （右键模型→Commands）：  

      
  et, matid, plane223, 11  ! 切换PLANE223单元（结构+热耦合）  
  keyopt, matid,1,1       ! 激活温度自由度       

   

• 网格划分：

  
  ️ 全局尺寸 0.1mm → 类型选 Quad Dominant（四边形网格更稳）  

✅ Step 4：接触设置 → 摩擦生热核心‼️

• 类型选 Frictional（摩擦接触）：  

      
  ✔️ 摩擦系数：0.2  
  ✔️ 行为：Asymmetric（非对称）  
  ✔️ 算法：Augmented Lagrange（增强拉格朗日）      

• 必加APDL命令：

  （Contact下插入）  

      
  keyopt, cid, 1, 1    ! 解锁热接触🔥  
  r, 3, , , 0.2, , ,   ! 摩擦生热转换系数（0.5-1.0效果最佳）      

   

✅ Step 5：载荷与位移 → 分两步走！

• 定块：

  底面 固定位移（UX=UY=0）  

• 滑块：

• 顶面加压 10 MPa（垂直压向定块）
• 右侧边位移分 2步加载：    

       
   📈 载荷步1（0~3.75ms）：X向移动 **3.75mm**（匀速推进）  
   ⏸️ 载荷步2（3.75ms~0.2s）：原地不动（保压散热）      

✅ Step 6：求解命令流 → 防报错必看❗

• 在 Analysis Settings 下插入APDL：  

      
  /solu  
  allsel  
  tref,0                ! 参考温度设为0°C  
  timint,off,struc      ! 关闭结构瞬态（静力分析）  
  trnopt,full           ! 瞬态算法用完全法   
  tintp,,,1.0           ! 积分参数设1.0（防温度突变）      

✅ Step 7：后处理 → 温度场这样调！

• 温度云图：

• ⚡️ 右键Results → 

• 应力分布：

  直接加 Equivalent Stress  

• 避坑：

  
  ⚠️ 温度结果默认隐藏！必须手动输入 TEMP 才能显示🌡️  

✨ 效果验收标准

• 成功标志1：

  接触面出现 高温红色 区域（400℃+）  

• 成功标志2：

  0.05秒后温度扩散 均匀变黄  

  💎 如果没温度？回去检查 Step 2材料热参数和 Step 4接触命令流！

🚨 血泪避坑指南（亲测踩雷总结💣）

1️⃣ 报错“负温度”：
→ 检查单位！材料用 ℃ 但APDL用 K？统一用 K 可破
2️⃣ 接触面不传热：
→ 确认命令流 keyopt, cid,1,1 已插入
3️⃣ 温度结果飘忽：
→ 补全 导热系数+比热容，并检查 tintp参数