第二章ANSYS二维静态磁学分析.ppt
合集下载
Ansys电磁分析官方培训教材_Chapter2-2
• •
Element options are selected once the element type has been defined Element options control: – Degree of freedom (AZ) for 2D DC simulations – Type of 2D simulation • Axisymmetric • Planar Select Options
Quarter symmetry model of the simple magnetizer
•
Boundary conditions at the plane of symmetry (B-B) – No action required for 2D Magnetic Vector Potential (MVP)-the formulation for 2D simulations – Applied current is the same as for the full model
Type of geometry
• Select OK
The stress/strain structural options are available, since the plane13 is used in couple field simulations
January 30, 1999
ELECTROMAGNETIC ANALYSIS with ANSYS/Emag Release 5.5 (001172)
January 30, 1999 ELECTROMAGNETIC ANALYSIS with ANSYS/Emag Release 5.5 (001172)
ANSYS电磁场官方培训手册第二章2PPT课件
• 對稱面 (B-B)邊界條件 • 2D磁矢量勢(MVP)模式，無須處理 • 加載電流與全模型相同
B
B
Quarter symmetry model of the
simple magnetizer
2.2-7
• 1/4模型與全模型比較 • 磁通密度分佈相同 • 貯能為1/4 • 所示線圈上的Lorentz力 1/2 • 作用在極面上力為1/2
2.2-12
•選擇 OK
用於定義平面屬性的參考號 用於直流類比
幾何體型 式
因為plane13 用於耦合場類比，故該單 元可以具有應力/應變架構選項
2.2-13
– 平面與軸對稱比較 – 端部效應 – 平面: 不包括 – 軸對稱: 自動包括 – 正向電流方向相反 –
平面: +Z 電流方向出平面
鐵板
軸對稱: +Z 電流方向進平面
• 變壓器 • 匯流排 • 傳感器 • 線性或任意 • 永磁系統
2.2-9
– plane53: 8 節點，四邊形 – 耦合場自由度: –磁 – 與電路單元耦合 – 電流為 Z 方向 – B 可為二次非線性變化 – 通常情況下的推薦使用單元 – 適用於精度要求較高的分析 – 場量分析 – 大型機械力矩
2.2-1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
前言
点击此处输入 相关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
EMAG 類比的概念
A
• 模型邊界條件有:
• 磁通量垂直
• 磁通量平行
• 週期性對稱 *
• 偶對稱
B
B
• 奇對稱
• 根據單元方程式施加邊界條件
B
B
Quarter symmetry model of the
simple magnetizer
2.2-7
• 1/4模型與全模型比較 • 磁通密度分佈相同 • 貯能為1/4 • 所示線圈上的Lorentz力 1/2 • 作用在極面上力為1/2
2.2-12
•選擇 OK
用於定義平面屬性的參考號 用於直流類比
幾何體型 式
因為plane13 用於耦合場類比，故該單 元可以具有應力/應變架構選項
2.2-13
– 平面與軸對稱比較 – 端部效應 – 平面: 不包括 – 軸對稱: 自動包括 – 正向電流方向相反 –
平面: +Z 電流方向出平面
鐵板
軸對稱: +Z 電流方向進平面
• 變壓器 • 匯流排 • 傳感器 • 線性或任意 • 永磁系統
2.2-9
– plane53: 8 節點，四邊形 – 耦合場自由度: –磁 – 與電路單元耦合 – 電流為 Z 方向 – B 可為二次非線性變化 – 通常情況下的推薦使用單元 – 適用於精度要求較高的分析 – 場量分析 – 大型機械力矩
2.2-1
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
前言
点击此处输入 相关文本内容
标题添加
点击此处输入相 关文本内容
点击此处输入 相关文本内容
EMAG 類比的概念
A
• 模型邊界條件有:
• 磁通量垂直
• 磁通量平行
• 週期性對稱 *
• 偶對稱
B
B
• 奇對稱
• 根據單元方程式施加邊界條件
Ansys电磁分析官方培训教材_Chapter2-1
Select Apply
January 30, 1999 ELECTROMAGNETIC ANALYSIS with ANSYS/Emag Release 5.5 (001172) 2.1-12
Build the area for the remaining free space
Select OK
2.1-14
The areas require association with the physics region and materials Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas Select the area for the armature with the picker Select OK (in the picker box) Enter 2 for the material number
Use the TAB key to move within the window
Select Apply (this will accept the input and redisplay the window for additional input) Build the acomprised of three regions Armature: permeable material, constant permeability (i.e., linear material). Coil region: coil can be represented as a homogeneous material. Air region: free space (μr = 1) . Coil Armature
2.1-8
有限元ansys电磁场分析详解PPT课件
• 选择 OK
• 选择OK
第4页/共33页
• 重复这些步骤，定义定子磁体材料3
• 为转子磁体平行磁化方向定义11号局部坐标系 • 水平方向反时针30度（总体坐标+X 轴） • 局部坐标系原点与总体坐标系一致 Utility>workplane>local coord. systems>create local CS>at specified location
• 选择 OK • 与前面一样重新设置衔铁的关联 • 对除有约束方程的节点外的所有外部节点重新施加平行条件 • 执行求解
第29页/共33页
• 显示磁通密度和磁力线迭加图 – 由于衔铁位置改变，磁力线随 着变化 – 定子内最大磁密BSUM增大 – 模型交界处磁场连续
BSUM (T)
第30页/共33页
谢谢您的观看！
第33页/共33页
2.5-33
第17页/共33页
• 模拟有许多磁极的电机，周期性边界 条件非常有用
• 右图显示的是一个10极永磁电机
• 模拟转子的运动。当转子转动时，电 流会变化。
• 定子槽内显示电流密度
• 本模型也允许转子和定子相互独立
• 观看动画，可执行动画文件:
mach2d.avi
定子
第18页/共33页
转子
约束方程—不相同网格
• 将定子一侧边界上的节点建立组件. • 选择定子模型边界上线段 • 选择STATOR组件 • 再选择边界上线段 • 选择所选线段上的全部节点 • 建立单节点组件CE_N
第22页/共33页
定子内半径 全部节点
• 选择衔铁组件ARMATURE • 选择节点组件 CE_N • 应用约束方程生成器
Preproc>coupling/ceqn>adjacent regions
• 选择OK
第4页/共33页
• 重复这些步骤，定义定子磁体材料3
• 为转子磁体平行磁化方向定义11号局部坐标系 • 水平方向反时针30度（总体坐标+X 轴） • 局部坐标系原点与总体坐标系一致 Utility>workplane>local coord. systems>create local CS>at specified location
• 选择 OK • 与前面一样重新设置衔铁的关联 • 对除有约束方程的节点外的所有外部节点重新施加平行条件 • 执行求解
第29页/共33页
• 显示磁通密度和磁力线迭加图 – 由于衔铁位置改变，磁力线随 着变化 – 定子内最大磁密BSUM增大 – 模型交界处磁场连续
BSUM (T)
第30页/共33页
谢谢您的观看！
第33页/共33页
2.5-33
第17页/共33页
• 模拟有许多磁极的电机，周期性边界 条件非常有用
• 右图显示的是一个10极永磁电机
• 模拟转子的运动。当转子转动时，电 流会变化。
• 定子槽内显示电流密度
• 本模型也允许转子和定子相互独立
• 观看动画，可执行动画文件:
mach2d.avi
定子
第18页/共33页
转子
约束方程—不相同网格
• 将定子一侧边界上的节点建立组件. • 选择定子模型边界上线段 • 选择STATOR组件 • 再选择边界上线段 • 选择所选线段上的全部节点 • 建立单节点组件CE_N
第22页/共33页
定子内半径 全部节点
• 选择衔铁组件ARMATURE • 选择节点组件 CE_N • 应用约束方程生成器
Preproc>coupling/ceqn>adjacent regions
ANSYS电磁场教程电磁模拟PPT课件
间节点 的六面体单元（solid98)
2.1-30
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 单元边列式是一种最先进的用于模拟三维（3D）复杂铁磁模 型的计算方法
– 自由度：AZ (VOLT用于交流或瞬态分析） – 通量垂直条件:
• 这是自然边界条件，不要求施加。这种条件加到模型 边界，不用约束和耦合
注：在标准工具栏中可直接设 置“增强图形”（将其关闭）
箭头长度由绘图控制选项控制 PlotCtrls>style>vector arrow scaling
2.1-18
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 利用改变实常数数据可改变线圈特征 Preproc>real constants
• 选择EDIT (初始生成的设置）
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
三维（3D）模拟
• 在很多情况下，电磁场分析要以三维（3D）方式进行模拟 – 没有完全轴对称的模型
靠近孔的饱和区 非轴对称
衔铁上的通气孔
周期性截面
定子
线圈区域
2.1-1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
三维（3D）模拟
– 除Z轴方向外，模型还有其他方向的电流
(1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟
2.1-8
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 标量势单元列式 – 自由度: MAG – 通量垂直边界条件： • MAG 自由度必须被约束或耦合 – 通量平行边界条件： • 这是自然边界条件，不要求施加。这种边界条件施加到模型 边界上，不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的 通量平行条件，但只是一个注意项而已，无须使用。 – 分析中BH曲线的使用 • 必须检查μ-H 曲线，保证其是“光滑”的
2.1-30
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 单元边列式是一种最先进的用于模拟三维（3D）复杂铁磁模 型的计算方法
– 自由度：AZ (VOLT用于交流或瞬态分析） – 通量垂直条件:
• 这是自然边界条件，不要求施加。这种条件加到模型 边界，不用约束和耦合
注：在标准工具栏中可直接设 置“增强图形”（将其关闭）
箭头长度由绘图控制选项控制 PlotCtrls>style>vector arrow scaling
2.1-18
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 利用改变实常数数据可改变线圈特征 Preproc>real constants
• 选择EDIT (初始生成的设置）
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
三维（3D）模拟
• 在很多情况下，电磁场分析要以三维（3D）方式进行模拟 – 没有完全轴对称的模型
靠近孔的饱和区 非轴对称
衔铁上的通气孔
周期性截面
定子
线圈区域
2.1-1
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
三维（3D）模拟
– 除Z轴方向外，模型还有其他方向的电流
(1) 如果模型中还有矢量势和界面单元 INTER115，标量法能用于交流和瞬态模拟
2.1-8
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
• 标量势单元列式 – 自由度: MAG – 通量垂直边界条件： • MAG 自由度必须被约束或耦合 – 通量平行边界条件： • 这是自然边界条件，不要求施加。这种边界条件施加到模型 边界上，不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的 通量平行条件，但只是一个注意项而已，无须使用。 – 分析中BH曲线的使用 • 必须检查μ-H 曲线，保证其是“光滑”的
ANSYS电磁场分析指南
ANSYS电磁场分析指南（共17章）ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述：ANSYS电磁场分析指南第二章2-D静态磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第三章２-Ｄ谐波（ＡＣ）磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第四章２-Ｄ瞬态磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第五章３-Ｄ静态磁场分析（标量法）：ANSYS电磁场分析指南第六章３-Ｄ静态磁场分析（棱边元方法）：ANSYS电磁场分析指南第七章３-Ｄ谐波磁场分析（棱边单元法）：ANSYS电磁场分析指南第八章３-D瞬态磁场分析（棱边单元法）：ANSYS电磁场分析指南第九章3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）：ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏：ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元：ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析：ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析（h方法）：ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析（P方法）：ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析：ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法：第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能，ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场，如：·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为：·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩· S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。
ANSYS电磁场分析指南
ANSYS电磁场分析指南（共17章）ANSYS电磁场分析指南第一章磁场分析概述：ANSYS电磁场分析指南第二章 2-D静态磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第三章２-Ｄ谐波（ＡＣ）磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第四章２-Ｄ瞬态磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第五章３-Ｄ静态磁场分析（标量法）：ANSYS电磁场分析指南第六章３-Ｄ静态磁场分析（棱边元方法）：ANSYS电磁场分析指南第七章３-Ｄ谐波磁场分析（棱边单元法）：ANSYS电磁场分析指南第八章３-D瞬态磁场分析（棱边单元法）：ANSYS电磁场分析指南第九章 3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）：ANSYS电磁场分析指南第十章高频电磁场分析：ANSYS电磁场分析指南第十一章磁宏：ANSYS电磁场分析指南第十二章远场单元：ANSYS电磁场分析指南第十三章电场分析：ANSYS电磁场分析指南第十四章静电场分析（h方法）：ANSYS电磁场分析指南第十五章静电场分析（P方法）：ANSYS电磁场分析指南第十六章电路分析：ANSYS电磁场分析指南第十七章其它分析选项和求解方法：第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能，ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场，如：·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为：·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩· S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。
ansys二维及二维轴对称PPT教学课件
不同的元素，显示的颜色不同。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
1) 建立边界层
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
2) 划分边
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2Hale Waihona Puke （2D轴对称）问题三、网格划分
出口为压力出口。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
四、定义边界类型
3) 定义边壁
默认情况下，所有未定义其它边界类型 的边壁均为固壁（WALL）。
因此固壁边界一般留在最后来定义。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
五、输出网格文件
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
5) 由点生成直线。
附: 选择对象：Shift+鼠标左键 旋转对象：鼠标左键 移动对象：鼠标中键 放大缩小：鼠标右键
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
6) 由封闭直线生成面。
几何模型建立和网格划分步骤同上，不同之处在于边界类型的定义。
定义对称轴：
其它边界类型的定义同前面所述。 注意：使用轴对称边界时，不仅要求几何结构
对称，而且还要求流场结构对称。
感谢您的观赏！
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
3) 选择 Fluent 5/6求解器。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
1) 建立边界层
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
三、网格划分
2) 划分边
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2Hale Waihona Puke （2D轴对称）问题三、网格划分
出口为压力出口。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
四、定义边界类型
3) 定义边壁
默认情况下，所有未定义其它边界类型 的边壁均为固壁（WALL）。
因此固壁边界一般留在最后来定义。
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
五、输出网格文件
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
5) 由点生成直线。
附: 选择对象：Shift+鼠标左键 旋转对象：鼠标左键 移动对象：鼠标中键 放大缩小：鼠标右键
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
6) 由封闭直线生成面。
几何模型建立和网格划分步骤同上，不同之处在于边界类型的定义。
定义对称轴：
其它边界类型的定义同前面所述。 注意：使用轴对称边界时，不仅要求几何结构
对称，而且还要求流场结构对称。
感谢您的观赏！
工程软件分析 — CFD软件(Fluent)应用
2D（2D轴对称）问题
二、几何模型建立
3) 选择 Fluent 5/6求解器。
第二章-3ANSYS电磁分析
第二章
第 3节
2-D静磁学
分析中使用的单位制为国际单位制: S I
• 力 (牛顿） • 能量(焦耳 ） • 功率（瓦） • 长度（米） • 时间（秒） • 质量（公斤）
• 磁通密度B（特斯拉） • 磁场强度H（安培/米） • 电流（安培） • 电阻率ρ （欧姆-米） • 电压V（伏） • 电感L（亨） • 磁导率μr (亨/米） • 电容（法拉）
Preproc.>material props>material library>library path
• 通过指定路径可在其它位置得到材料数据
2021/4/6
2.3-4
• BH 数据可用如下方式输入 Preproc>material props>material library>import library
2.3-13
应用实例: 轴对称直流致动器
• 课题描述 – 轴对称 – 线圈为直流供电 – 衔铁居中但悬空在定子上方 。
• 分析顺序 – 用axis2d宏建模 – 完成建模后，加边条件 – 求解 – 后处理
“气隙 ”
(mm)
“衔铁”部件
力 磁动势 误差范数 电流
2021/4/6
磁力线 路径图示 能量 电感
– 选择模型边界上的所有线
2021/4/6
2.3-19
• 如下方式定义材料号 1（自由空间磁导率） Preproc>material props>isotropic
• 选择OK
• 选择OK
2021/4/6
2.3-20
• 给线圈平面加载线圈电流 Preproc>loads>apply> excitation>-current density-areas
第 3节
2-D静磁学
分析中使用的单位制为国际单位制: S I
• 力 (牛顿） • 能量(焦耳 ） • 功率（瓦） • 长度（米） • 时间（秒） • 质量（公斤）
• 磁通密度B（特斯拉） • 磁场强度H（安培/米） • 电流（安培） • 电阻率ρ （欧姆-米） • 电压V（伏） • 电感L（亨） • 磁导率μr (亨/米） • 电容（法拉）
Preproc.>material props>material library>library path
• 通过指定路径可在其它位置得到材料数据
2021/4/6
2.3-4
• BH 数据可用如下方式输入 Preproc>material props>material library>import library
2.3-13
应用实例: 轴对称直流致动器
• 课题描述 – 轴对称 – 线圈为直流供电 – 衔铁居中但悬空在定子上方 。
• 分析顺序 – 用axis2d宏建模 – 完成建模后，加边条件 – 求解 – 后处理
“气隙 ”
(mm)
“衔铁”部件
力 磁动势 误差范数 电流
2021/4/6
磁力线 路径图示 能量 电感
– 选择模型边界上的所有线
2021/4/6
2.3-19
• 如下方式定义材料号 1（自由空间磁导率） Preproc>material props>isotropic
• 选择OK
• 选择OK
2021/4/6
2.3-20
• 给线圈平面加载线圈电流 Preproc>loads>apply> excitation>-current density-areas
ANSYS电磁场官方培训手册第二章-5
• 將執行單個求解的命令放在用 APDL做的do循環中 做的do循環中， APDL做的do循環中，就可以執行 一系列求解， 一系列求解，如動畫所示 • 觀察動畫，執行動畫文件: 觀察動畫，執行動畫文件: • mv_arm.avi
生成約束方程
• 對銜鐵施加力邊界條件標誌 • Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>Comp Force Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-
•選擇 OK 選擇
產生運動后， 產生運動后，銜鐵 力標誌仍然有效
• • • • • • •
• 給定子外半徑加上通量平行條件 • • Preproc>loads>apply>boundary>Preproc>loads>apply>boundary>-flux par l>on lines 選擇定子鐵體外半徑上弧線) (選擇定子鐵體外半徑上弧線)
• 透過強迫內半徑上節點的MVP保持常數，在轉子鐵體內半徑上施加通量平 透過強迫內半徑上節點的MVP保持常數 MVP保持常數， 行邊界條件 • 選擇轉子內半徑上節點 • 對內半徑上節點進行耦合 • • Preproc>couple DOFs （在選擇框選擇pick ALL ) 在選擇框選擇pick
•選擇OK 選擇OK 選擇
• • • • •
激活總體坐標系 Utility>workplane>change active CS>global CS 識別模型內外半徑位置 關鍵點 9 : 模型內半徑上 關鍵點19 關鍵點19 : 模型外 半徑上
• 週期性邊界條件必須施加到離合器兩側 • Preproc>loads>boundary> periodic BCs
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 选择衔铁组件ARMATURE • 选择节点组件 CE_N • 应用约束方程生成器
Preproc>coupling/ceqn>adjacent regions
• 选择 OK
2.5-24
• 节点上施加通量平行条件，但不包 括约束方程所含节点
– 激活全部单元 – 选择外部节点 – 不选约束方程中节点 （最大约束方程数为1000）
模型在此线上不相连
2.5-22
• 连接不相同网格需要有： – 网格较细的一边的节点 – 另一边的单元
• 将定子一侧边界上的节点建立组件. – 选择定子模型边界上线段 • 选择STATOR组件 • 再选择边界上线段 • 选择所选线段上的全部节点 • 建立单节点组件CE_N
定子内半径 全部节点
2.5-23
• 分析目的 – 计算衔铁在任意垂直位置 时的电磁力
衔铁
定子
线圈
2.5-20
性质 – 定子/衔铁：铁介质
μr = 1000
– 线圈: 空气磁导率 – 空气: 空气磁导率
励磁 – 4000 安匝
衔铁材料 4
衔铁运动方向
定子材料 4
线圈材料 3
2.5-21
• 输入宏命令mv_arm.mac建立模型 – 实体模型和单元（SI 单位制） – 磁化率 = 1000 – 衔铁单元组件A_IRON – 衔铁单元和节点组件ARMATURE – 线圈为4000安匝
• 回车（键盘） • 在选择框选取OK
2.5-6
• 选取OK
11号局部坐标系的X轴与总 体坐标系X轴的夹角
2.5-7
• 采用与前面相同的方法为下面转子磁体建立12号局部坐标系
• 选择OK
0 -30+180
下面转子磁体是 -30°, 但方向相 反 (180° )
2.5-8
• 为了观察单元坐标系的变化，要激活单元坐标系标记 Utility>plot cntrls>symbols>
定子和转子磁体 SA1010
转子磁化方向 (水平方向反时针30度）
定子磁化方向：水平
模型参数 半径单位(R) : 英寸
励磁: 无
磁离合器1/12模型
转子铁， 转子磁体 材料 2 ，材料 3
定子磁体 ，材料 6
(上面只显示了一半模型)
定子铁， 材料 5
2.5-3
• 利用clutch.mac宏命令建模 – 实体模型和单元（国际单位制） – SA1010系列铁 – 将定子磁体单元和铁单元定义为一个部件S_IRON – 每个转子磁体各有一个单元坐标系
• 选择OK
2.5-10
• 激活总体坐标系 Utility>workplane>change active CS>global CS
• 识别模型内外半径位置 – 关键点 9 : 模型内半径上 – 关键点19 : 模型外 半径上
2.5-11
• 周期性边界条件必须施加到离合器两侧 Preproc>loads>boundary> 义的 S_IRON 组件)
施加相应的表面标 志以计算力/力矩
(只图示模型上半部分）
2.5-14
• 求解计算 Solu>electromagnet>opt&solv 磁力线图
2.5-15
• 计算力矩 Postproc>elect&mag calc>comp. Torque (选择 S_IRON 组件)
该磁体单元的X方向为11 号局部坐标系的X方向
该磁体单元的X 方向为12 号局部坐标系的X方向
材料号
2.5-4
• 对材料2和3定义为各向同性磁体性质 Preproc.>material props>isotropic
• 选择 OK
• 选择OK • 重复这些步骤，定义定子磁体材料3
2.5-5
• 为转子磁体平行磁化方向定义11号局部坐标系 – 水平方向反时针30度（总体坐标+X 轴） – 局部坐标系原点与总体坐标系一致 Utility>workplane>local coord. systems>create local CS>at specified location
• 选择OK
• 选择OK
模型另一侧边 的位置
用关键点函数功 能得到内外半径 的值
2.5-12
• 磁离合器1/6模型边界条件
耦合使内半径满足通 量平行条件
各自的约束方程保 证了奇对称条件
强制约束使外半径满足 通量平行条件
2.5-13
• 利用求解时贮存的单元数据来计算力矩，故必须设置力矩计算标志 Preproc>loads>apply>flag>comp. Force/torq
• 模拟有许多磁极的电机，周期性边界 条件非常有用
• 右图显示的是一个10极永磁电机
• 模拟转子的运动。当转子转动时 ，电流会变化。
• 定子槽内显示电流密度
• 本模型也允许转子和定子相互独 立
• 观看动画，可执行动画文件:
mach2d.avi
定子
转子
2.5-19
约束方程—不相同网格
• 应用
• 问题描述 – 轴对称致动器
第二章
第5节
二维静态分析
耦合和约束方程
应用
转子
定子
• 问题描述 – 平面磁性离合器 – 六极装置 – 平行磁化
• 分析目的
– 利用奇对称周期性条件来模 拟1/6模型
– 计算图示状态的力矩
磁性离合器
2.5-2
性质 定子和转子磁体: Hc = 750,000 A/m
Br = .9896 (μr=1.05)
力矩作用于定子 注意：力矩单位为单位长度 牛米
2.5-16
• 利用Maxwell应力张量方法由路径计算也能计算力矩 Postpro>elec&mag calc>circular torq
计算力矩时的 圆形路径半径
• 选择 OK
2.5-17
力矩作用在转子上使定子和转子磁极成一直线排列
力矩计算路径
2.5-18
• 选择 OK
“白”“绿”坐标轴分别相 应于单元轴的X、Y方向
2.5-9
• 给定子外半径加上通量平行条件 Preproc>loads>apply>boundary>-flux par l>on lines (选择定子铁体外半径上弧线)
• 通过强迫内半径上节点的MVP保持常数，在转子铁体内半径上施加通量 平行边界条件 – 选择转子内半径上节点 – 对内半径上节点进行耦合 Preproc>couple DOFs （在选择框选择pick ALL )
Preproc.>loads>apply>boundary> flux -par’l- on nodes>