TMG培训教程

I-DeasTMG培训资料(1)2012-07-0207:20:17|分类：I-DeasTMG资料|标签：i-deastmg培训资料共享|字号订阅以下是我为客户进行I-DeasTMG培训而编写的一份资料，供大家分享。I-DEASTMG模块简介TMG是加拿大MAYA公司开发的一个全面的瞬态热分析软件，它能提供快速准确的方法分析求解复杂的热问题。它的一个特点是具有计算物体在太空中受到太阳等照射的轨道加热能力，因此很受航天行业的欢迎。I-Deas自身没有瞬态热分析的能力，故嵌入了TMG软件，使TMG与I-deasMasterSeries无缝集成在一起，以提供这方面的能力。由于分析模型是建立在设计的几何图形上，因而处于底层的零件的改变将在热模型中得到反映。TMG提供了大量的工具用于创建、检查和求解热模型。什么是I-deasTMG？I-deasTMG使用先进的有限差分技术对热模型进行高效的数值求解。TMG可以模拟：非线性和瞬态问题；辐射和热传导；流体流动、相变和自由、强迫对流；卫星轨道和太阳加热；非几何建模。I-deasTMG能做什么？I-deasTMG在工业界应用已有多年，它可以用于模拟各种问题，例如：发电机本体的导热；卫星在轨道上的热传导和辐射；带翅片的散热器的对流冷却；半导体材料的辐射加热和熔解；其它热问题。I-deasTMG流程图I-deasESC简介I-deasTMG与I-deasESC(ElectronicSystemCooling)的大部分项目是完全兼容的。ESC具有如下特殊功能：基于单元的有限体积自由求解；三维流动的速度、温度和压力预测；湍流模拟。ESC可以模拟：单独的元件；多芯片模块；散热片；PC主板；完整的电子系统。什么是I-deasESCI-deasESC结合了强大的CFD(计算流体动力学)和先进的热求解技术。CFD求解技术有：基于单元的非结构有限体积方法；三维流体流速、温度和压力分析；湍流模拟。热求解技术有：基于有限差分的控制容积方法；各向同性/正交各向异性的传导模拟；表面辐射；在不相连的网格之间建立热通路的热耦合技术。I-deasESC流程图本培训资料只针对TMG部分，不涉及ESC部分。I-deas图标的一些通用形式FEStudies的优选项在绝大多数情况下，仅把新创建的边界条件施加到当前的FEStudy中。如果有多个FEStudy，可以把新创建的边界条件施加到所有的FEStudy上。将Task设置为TMGThermalAnalysis，然后Ctrl-M调出隐藏的菜单，在其中点击Preference，调出TMGPreference，然后可以设置：与TMG有关的图标：TMG实体：TMG中除了控制选项，就是TMG实体，用户可以创建TMG实体和设置控制选项：1.TMG实体包括边界条件和用户定义的模型实体。2.TMG实体可以被用于单元或定位单元的几何图形。3.控制选项一旦被定义，可以改变，但不能被删除(如Stefan-boltzmann常数)。4.控制选项是唯一的(如只能定义一个Stefan-boltzmann常数)。TMG实体管理：在TMG中创建的所有实体都必须通过TMGEntityManage表单来进行命名等管理。已创建的TMG实体可以进行修改、重命名、赋值、删除和列表等操作。在TMG中，每个实体类型都有自己的TMGEntityManage表单。I-DeasTMG培训资料(2)2012-07-0407:41:59|分类：I-DeasTMG资料|标签：i-deastmg培训tmg实体|字号订阅TMG实体的单元选择：对不同类型的TMG实体，都有单元选择选项。选择单元有四个选项：1.Visible-可以用标准的选择工具选取显示窗口中的单元。所选取的单元将被锁定，直到TMG实体被删除。2.Group-选择一个永久组名，组中的单元或几何实体是未锁定的(即不属于另外的TMG实体)。3.Non-Geometric–非几何实体，允许选择已创建的TMG实体。4.Reverce-反侧的，允许选择已创建的TMG实体。导热建模导热发生在一个单元与相似的邻近单元之间，对于相邻的不同维数单元，为发生导热要求：1.单元之间只能相差一维，如三维实体到二维壳体。2.低维单元的边界必须与高维单元的边界精确匹配。3.低维单元的节点必须与高维单元共享。门铰链(Hingedoor)单元在模型中可能出现两种壳单元的门铰链单元的情况，如下图所示。对这两种情况，软件都会发出警告信息。1.重合节点时引起门铰链单元的最常见情况。可以通过合并节点解决这类问题。此外，不完全分区也可能引起门铰链单元。2.求解器把零厚度覆盖壳体单元当作门铰链单元处理。对这种情况，模型是正确的，只要在求解器的高级选项中将Flagpole/Hinge-doorEffect设置为ON即可。为创建边界条件创建单元TMG中，边界条件创建在单元而不是节点上。1.要在实体单元的表面上创建边界条件，要求先在表面上创建壳体单元，再将边界条件施加在壳体单元上。2.要在壳体单元的边界上创建边界条件，要求先在边界上创建梁单元，再将边界条件加在梁单元上。3.如果创建单元只是为了施加边界条件，则单元的材料导热系数应该设置为Null(不是零)。使用几何体组要创建一个基于几何的TMG实体，可以使用包含几何实体的组来定义TMG实体。在求解时，TMG将计算与几何体关联的所有单元。为定义基于几何的TMG实体：1.创建与TMG实体关联的几何实体组。2.按创建TMG实体的要求对该组几何实体划分单元。3.创建与该组关联的TMG实体。4.在求解控制器(SolverControl)表单中，激活Processgeometryentitiesingroup选项。激活Processgeometryentitiesingroup选项:以下介绍各种TMG实体温度边界条件可以创建常数或随时间变化的温度边界条件：1.点击TemperatureBC图标2.输入TMG实体名3.点击Create4.选择单元或几何实体组5.输入温度值创建温度边界条件单元的热载荷在选择的单元上施加的热载荷可以是常数或随时间变化的。可以按单元平均定义或定义总量。定义方法：1.点击HeatLoadBC图标；2.输入TMG实体名；3.点击Create4.选择单元或几何实体组5.输入热载荷值创建单元的热载荷单元热流密度点击HeatFlux图标，可以给指定单元施加一个热流密度。其操作步骤与施加热载荷相同。对于壳体单元，输入“功率/面积”Q’(单位面积上的功率)，加在壳体上的总热流为：Q'×单元面积(热量/时间)对于实体单元，可以输入一个“功率/体积”Q”(单位体积上的功率)，加在实体上的总热流为：Q×单元体积(热量/时间)热流边界条件只能用于有表面积和体积的单元。对于梁单元，其表面积是由单元的长度和截面周长来计算的。施加单元热流密度创建表数据随时间变化的载荷，可以用TabularData来创建。如上述几种情况，如果激活TimeVarying，然后点击CreateTable，则会出现一个定义表的表单：在其中，可以逐点输入数据对，也可以从文件读入数据。也可以通过TableManage创建数据表。数据表文件的格式：数据块名(占一行，必须从第一个字符开始，且以字母打头)，然后是若干行数据对(每行两个数，以空格作为分隔符，允许以空格开头，多余的数将被忽略)。示例如下：table-test1.0000001.0000002.0000002.0000003.0000003.0000003.53.15.0(5.0被忽略)4.12.6I-DeasTMG培训资料(3)2012-07-0807:52:57|分类：I-DeasTMG资料|标签：i-deastmg培训tmg实体创建|字号订阅对流边界条件在许多实际问题中，对流起着重要作用。TMG可以用多种方法模拟对流边界条件：1.创建从表面到周围环境的自然对流耦合；2.为一维流道建模，创建从表面到流体的对流边界条件。3.创建一个热耦合并直接设置其传热系数。辐射边界条件与对流一样，辐射也是常用的条件之一。1.辐射请求可以模拟两个单元之间的辐射换热。2.有多种工具可以模拟太阳、辐射和轨道加热等。模型的求解在建立了所有边界条件并设置好控制器和选项后，点击Solve图标开始TMG求解，此时将转换为TMG求解界面。在TMG求解监视器中将显示当前状态的信息、警告和错误。求解监视器上的STOP按钮可以用来随时停止计算。检查结果在每次求解过程中，TMG产生一个包含所有信息、警告和错误的信息文件，名为MSGF.dat，在每次求解后可以查看这些文件以确保计算是收敛的。可以用文本编辑器打开信息文件，或直接在I-deas中查看文件：阅读模型总结(ModelSummary)ModelSummary(模型总结)给出当前模型的所有TMG实体和控制设置的简明报告，以文本文件的方式存于I-deas工作目录下，文件名为tmgmst.dat。I-DeasTMG培训资料(4)2012-07-1007:01:12|分类：I-DeasTMG资料|标签：i-deastmg热耦合定义创建|字号订阅I-DeasTMG热耦合关于热耦合TMG提供了一种特殊功能，可以创建从一个单元集到另一个单元集的热通道，即热耦合(ThermalCouplings)。热耦合是具有不同网格类型的不相连单元之间的热通道，通过它可以传热。通常情况下，热耦合联接相邻的平行面或边。TMG根据单元面积和用户定义的参数计算传热值。使用热耦合很多情况下，模型内的对象具有复杂的几何结构，但对传热分析却很简单。在这种情况下，不需要对所有结构划分网格，而是使用热耦合。例如：用热耦合可以对存储器芯片插在PCB上的插脚进行建模。对模型上不需要详细温度信息的部分，可以采用热耦合。理解热耦合为建立热耦合，TMG首先依据选择的精度参数把每个主单元划分为若干子单元。主单元的每个子单元与最近的次单元间的传热是：Gi=h*dA(必须给出热耦合系数h的值)每个子单元的传热确定后，TMG将子单元合并回主单元，而且合并并联的传热项。对于AggregateThermalCouplings，主单元不分为子单元，每个主单元只建立一个热耦合。主单元的选择适当选择主单元对于正确描述待建模的现象是极为重要的：1.对大多数热耦合类型，总的热耦合数量与主单元的面积成比例(对Absolute热耦合类型，这个量与主单元的总数成比例)2.视接近和重叠的情况，每个主单元与一个或多个次单元建立耦合。3.不一定对每个次单元都有耦合。理解热耦合-特殊形状要尽量显示与主单元相连接的次单元，特别是对于非平行的几何体。如果是部分重叠，根据模拟的物理现象，可能只要选择重叠部分，这时可以将主表面分割使其与次表面对齐。对于拐角，如果板内导热比耦合导热块，使用热耦合将更精确。热量将沿平板迅速扩散，避免错误的热量集中。理解热耦合-消除板内假导热如果平壁导热比热耦合的低，DistributeThermalCoupling(分布式热耦合)选项可能形成板内假导热。假导热是由热量来回穿过由热耦合连接的空隙而形成的。使用Aggregate(凝聚式)耦合类型可以避免假导热。当耦合的导热与板内导热相比较小时，热耦合是相当精确和可靠的。理解热耦合-网格尺寸如果主单元的网格尺寸比次单元网格粗糙，可能导致热量聚集，降低计算精度。为使导热分布均匀，主次网格的尺寸应大致相当，可控制在1：5之内。如果主单元的尺寸比次单元大得多，通过增加子划分参数仍然可以正确的模拟连接关系，在两个单元集之间，将计算更多的传热项。创建热耦合创建热耦合时，应确保正确的选择主单元。创建步骤：1.点击ThermalCoupling图标2.输入实体名称，然后点击Create(创建)3.选择PrimaryElements(主单元)4.选择SecondaryElements(次单元)5.选择CouplingType(耦合类型)6.输入耦合值7.选择凝聚(Aggergate)或分布(Distributed)耦合热耦合的单元类型可用于热耦合的单元类型有严格限制：1