ANSYS磁场分析.ppt

第二章第1节 二维静磁学 2 1 2 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行模拟后处理电磁力磁场值 切去一部分线圈便以看到极面间空隙 2 1 3 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 2 1 4 性质柱体 r 1000线圈 r 1匝数 2000 整个线圈 空气 r 1 激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 2 1 5 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 2 1 6 设置预选过滤掉其它应用的菜单Mainmenu preferences 选择OK 2 1 7 定义所有物理区的单元类型为PLANE53Preprocessor Elementtype Add Edit Delete选择Add选择磁矢量和8节点53号单元选择OK 2 1 8 模拟模型的轴对称形状选择Options 选项 Elementbehavior 单元行为 选择Axisymmetric 轴对称 选择OK 2 1 9 定义材料Preprocessor MaterialProps Isotropic 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 2 1 10 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 2 1 11 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 2 1 12 建立衔铁面Preprocessor Create Rectangle ByDimensions 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 2 1 13 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 2 1 14 用Overlap迫使全部平面连接在一起Preprocessor Operate Overlap Areas按PickAll 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 2 1 15 这些平面要求与物理区和材料联系起来Preprocessor Attributes Define PickedAreas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 2 1 16 这些平面要求与物理区和材料联系起来Preprocessor Attributes Define PickedAreas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 2 1 17 加通量平行边界条件Preprocessor loads apply magnetic boundary flux par l选OnLines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 2 1 18 生成有限元网格利用智能尺寸选项来控制网格大小Preprocessor Meshing SizeCntrls smartsize basic 选择OK 2 1 19 Preproc Meshing Mesh Areas Free 在选取框内选择ALL选择OK打开绘制单元的材料属性Utility PlotCtrls Numbering 选择OK 2 1 20 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Utility select entities 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 2 1 21 选择与已选平面相对应的单元 选择OK图示衔铁单元Utility plot elements 衔铁单元 用 面 2 1 22 使单元与衔铁组件联系起来Utility Select Comp Assembly CreateComponent 选择OK 2 1 23 加力边界条件标志Preprocessor Loads Apply Magnetic Flag CompForce 选择OK 施加两个标志 用两个不同的方法来计算力Maxwell s应力张量虚功 即使只有一种选项 也要鼠标选取 2 1 24 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Utility Select Everything缩放平面 不用拷贝Preproc operate scale areas 选择OK 2 1 25 给线圈平面施加电流密度选择线圈平面Utility Select Entity 选择OK 实体选择框 选择线圈平面选择OK 选取框内 2 1 26 激励线圈要求电流密度 故要得到线圈截面积 Preprocessor Operate CalcGeometricItems OfAreas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CAREAUtility Parameter GetScalarData 选择OK 2 1 27 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 2 1 28 把电流密度加到平面上Preprocessor Loads Apply Excitation OnAreas 因为只激活了线圈平面 可在选取框内选择PickAll 选择OK 2 1 29 进行计算Solu solve electromagnet Opt Solve 选择OK 这些适用于用BH数据来进行的分析 本题将忽略 2 1 30 生成磁力线圈Postproc plotresults 2Dfluxlines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 2 1 31 计算