ANSYS电磁场分析例子

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,2.1-,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,ANSYS电磁场分析例子,应用:简单直流致动器,问题描述,2个实体园柱铁芯，中间被空气隙分开,线圈中心点处于空气隙中心,分析过程和目的,为模拟建模,进展模拟,后处理,电磁力,磁场值,切去一局部线圈便以看到极面间空隙,2,模拟由3个区域组成,衔铁区:导磁材料 导磁率为常数即线性材料,线圈区:线圈可视为均匀材料.,空气区:自由空间(r=1).,衔铁,线圈,3,性质,柱体:,r,=1000,线圈:,r,=1,匝数:2000,(,整个线圈),空气:,r,=1,鼓励,线圈励磁为直流电流:2 安培,单位(,mm),衔铁,Coil,长度=35,Y,X,模型,轴对称,材料号,2,材料号,3,4,建模,设置电磁学预选项过滤器,对各物理区定义单元类型,定义材料性质,对每个物理区定义实体模型,铁芯,线圈,空气,给各物理区赋材料属性,加边界条件,5,设置预选过滤掉其它应用的菜单,Main menupreferences,选择,OK,6,定义所有物理区的单元类型为,PLANE53,PreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete,选择,Add,选择磁矢量和8节点53号单元,选择,OK,7,模拟模型的轴对称形状,选择Options选项,Element behavior单元行为,选择 Axisymmetric轴对称,选择OK,8,定义材料,PreprocessorMaterial PropsIsotropic,定义空气为1号材料,(,MURX=1),选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号,选择,OK,9,定义衔铁为2号材料,选择,OK,选择 Apply(自动循环地选择下一个材料号,10,定义线圈为3号材料,(,自由空间导磁率，,MURX=1),选择,OK,选择 OK (退出材料数据输入菜单,11,建立衔铁面,PreprocessorCreateRectangleBy Dimensions,选择,Apply (,重复显示和输入,),建立线圈面,选择,Apply,利用,TAB,键移动输入窗口,12,建立空气面,选择,OK,到了这步，建立了全部平面，但它们还没有连接起来,.,衔铁,线圈,13,用,Overlap,迫使全部平面连接在一起,PreprocessorOperate OverlapAreas,按,Pick All,现在这些平面被连接了，因此当生成单元时，各区域将共享区域边界上节点,这种操作后，原先平面被删除，而新的平面被重新编号,14,这些平面要求与物理区和材料联系起来,Preprocessor-Attributes-DefinePicked Areas,用鼠标点取衔铁平面,选择OK(在选取框内,材料号窗口输入2,选择,OK,对于没有明确定义属性的面，其属性缺省为1,15,这些平面要求与物理区和材料联系起来,Preprocessor-Attributes-DefinePicked Areas,选取线圈平面,在选择对话框里点取OK,材料号窗口输入3,点,OK,16,加通量平行边界条件,Preprocessorloadsapply-magnetic-boundary-flux-parl,选,On Lines,并选取相应的线,选,OK,“所选取的线,“所选取的线,注：未划分单元前，加上这种边界条件,17,生成有限元网格,利用智能尺寸选项来控制网格大小,Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-smartsize-basic,选择,OK,18,Preproc-Meshing-Mesh-Areas-Free,在选取框内选择ALL,选择OK,翻开绘制单元的材料属性,UtilityPlotCtrlsNumbering,选择,OK,19,力边界条件标志需要单元部件，即一组具有“名称的单元,把衔铁定义为一个单元组件,选择衔铁平面,Utilityselectentities,用此选项在图形窗口中选择平面,再次选择用,APPLY,一旦衔铁已选好，选择OK (在选取框内,20,选择与已选平面相对应的单元,选择,OK,图示衔铁单元,Utilityplotelements,衔铁单元,用“面,21,使单元与衔铁组件联系起来,UtilitySelectComp/AssemblyCreate Component,选择,OK,22,加力边界条件标志,PreprocessorLoadsApply-Magnetic-FlagComp Force,选择,OK,施加两个标志，用两个不同的方法来计算力,Maxwells,应力张量,虚功,即使只有一种选项，也要鼠标选取,23,以毫米单位生成的模型，最好把模型尺寸变换为国际单位制变换系数=.001),使整个模型激活,UtilitySelectEverything,缩放平面-不用拷贝,Preprocoperatescaleareas,选择,OK,24,给线圈平面施加电流密度,选择线圈平面,UtilitySelectEntity,选择,OK (,实体选择框),选择线圈平面,选择,OK (,选取框内),25,鼓励线圈要求电流密度，故要得到线圈截面积.,PreprocessorOperateCalc Geometric ItemsOf Areas,选择OK,要用线圈面积来计算电流密度，将线圈面积赋予参数CAREA,UtilityParameterGet Scalar Data,选择,OK,26,下面窗口输入面积的参数名，用于后面电流密度输入,去掉面号如果有的话,这相应于几何面积总和,选择,OK,27,把电流密度加到平面上,PreprocessorLoadsApplyExcitationOn Areas,(因为只激活了线圈平面，可在选取框内选择Pick All,选择,OK,28,进展计算,Solu-solve-electromagnetOpt&Solve,选择,OK,这些适用于用BH 数据来进展的分析，此题将忽略,29,生成磁力线圈,Postprocplot results2D flux lines,选择,OK,使用缺省设置，选择OK,在通常情况下，可这样做,单元边缘围绕的一个红色输廓表示该区域为同类材料号,30,计算力,PostprocElec&Mag CalcComp.Force,选择,OK,衔铁上力是在总体坐标系下表示的，此力的方向为使气隙缩小,必须用鼠标选取,31,显示总磁通密度值(,BSUM),Postproc,Plot ResultsNodal Solution,选择,OK,32,