ANSYS电磁场官方培训手册第二章-1
ansys电磁场分析教程chapter-2-1
• 选择 OK
2.1-22
•
加力边界条件标志 Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>Comp Force
• 选择OK
即使只有一种选项，也要鼠 标选取
• 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
2.1-23
• • •
•
打开绘制单元的材料属性 Utility>PlotCtrls>Numbering
• 选择 OK
2.1-19
• •
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 Utility>select>entities
用此选项在图形窗 口中选择平面
再次选择用APPLY
第二章 第1节
二维静磁学
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
2.1-2
• •
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）
•
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）
2.1-11
•
建立衔铁面 Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
利用TAB 键移动输 入窗口
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
ANSYS电磁场官方培训手册第二章2PPT课件
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
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前言
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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电磁场分析报告指南设计
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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
Ansys基础培训2-1-网格划分-材料输入
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
建立有限元模型 — 定义单元属性
• 使用树形结构选中 定义好的材料类型。 • 然后输入各个材料 的特征值。 • 或使用 MP 命令
– 请记住，有限元求解时需要有限元模型，而不是实体模型。 实体模型不参与有限元求解。
INTRODUCTION TO ANSYS 11.0
网格化
实体模型 FEA 模型
建立有限元模型 — 定义单元属性
• 网格划分有三个步骤：
– 定义单元属性 – 指定网格控制 – 生成网格
建立几何模型
Training Manual
施加载荷
求 解 后 处 理
对于 多载 荷步 分析
设定求解控制 求解
查看某一 时刻结果 （通用后 处理器）
查看某变 量随时间 变化的结 果（时间 后处理器）
建立有限元模型 — 定义单元属性
Training Manual
• 单元类型 • 单元类型是一个重要选项，它决定如下单元特性：
– 自由度(DOF)设置。 例如，热单元类型有一个自由度： TEMP，而一个结构单元可能有六个自由度：UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ. – 单元形状 – 六面体，四面体，四边形，三角形等。 – 维数 -- 2-D (只有X-Y 平面), 或 3-D。 – 假设的位移形函数 – 线性及二次函数。
• 不保存指定的材料和 相关的数据。只保存 你喜欢的模板来注册 ANSYS文件，以便后
Training Manual
ANSYS电磁场分析规范指南规范.doc
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•選擇OK
即使只有一種選項，也要鼠 標選取
• 施加兩個標誌，用兩個不同的方法來計算力 •Maxwell’s 應力張量 •虛功
2.1-23
• 以毫米單位生成的模型，最好把模型尺寸變換為國際單位製（變換系數 =.001) • 使整個模型激活 • Utility>Select>Everything • 縮放平面-不用拷貝 • Preproc>operate>scale>areas
使用缺省設置，選擇OK, （在通常情 況下，可這樣做）
單元邊緣圍繞的一個紅色輸廓表示該 區域為同類材料號
2.1-30
• 計算力 • Postproc>Elec&Mag Calc>Comp. Force •
必須用鼠標選取
•選擇 OK
銜鐵上力是在總體坐標 系下表示的，此力的方 向為使氣隙縮小
2.1-31
•顯示總磁通密度值 (BSUM) • Postproc>Plot Results>Nodal Solution
• 選擇 OK
2.1-32
•選擇 OK
2.1-28
• 進行計算 • Solu>-solve-electromagnet>Opt & Solve •
•選擇OK
這些適用於用BH 數據來進行的分析，本題將忽略
2.1-29
• 生成磁力線圈 • Postproc>plot results>2D flux lines • 選擇 OK
銜鐵
• 線圈區: 線圈可視為均勻材料.
• 空氣區:自由空間 (μr = 1) .
線圈
2.1-3
性質 柱體: μr = 1000 線圈: μr = 1 匝數: 2000 (整個線圈) 空氣: 激勵 μr = 1
材料號 2
Y 銜鐵 長度=35
材料號3
線圈勵磁為直流電流: 2 安 培
Coil
模型 軸對稱 單位 (mm)
•選擇 OK
2.1-15
• 這些平面要求與物理區和材料聯繫起來 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas • 選取線圈平面 • （在選擇對話框裡）點取OK • 材料號窗口輸入3
•點 OK
2.1-16
• 加通量平行邊界條件 • Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l • 選On Lines並選取相應的線 • 選 OK
2.1-8
• 定義材料 • Preprocessor>Material Props>Isotropic
•
定義空氣為1號材料(MURX = 1)
•選擇OK
•選擇 Apply (自動循環地定義下一個材料號）
2.1-9
• 定義銜鐵為2號材料
•選擇OK
•選擇 Apply (自動循環地選擇下一個材料號）
2.1-10
X
2.1-4
• • • • • • • • •
建模 設置電磁學預選項（過濾器） 對各物理區定義單元類型 定義材料性質 對每個物理區定義實體模型 鐵芯 線圈 空氣 給各物理區賦材料屬性
•
加邊界條件
2.1-5
• 設置預選過濾掉其它應用的菜單 • Main menu>preferences
• 選擇OK
•選擇 OK
2.1-26
•
下面窗口輸入面積的參數名，用於後面電流密度輸入
去掉面號（如果有的話）
這相應於幾何面積總和
•選擇 OK
2.1-27
• 把電流密度加到平面上 • Preprocessor>Loads>Apply>Excitation>On Areas • (因為只激活了線圈平面，可在選取框內選擇Pick All）
這種操作后，原先平面被刪除， 而新的平面被重新編號
2.1-14
• • • • •
這些平面要求與物理區和材料聯繫起來 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas 用鼠標點取銜鐵平面 選擇OK (在選取框內） 材料號窗口輸入2
對於沒有明確定義屬性的 面，其屬性缺省為1
• 定義線圈為3號材料 (自由空間導磁率，MURX=1)
•選擇 OK
•選擇 OK (退立銜鐵面 • Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
利用TAB 鍵移動輸入 窗口
•選擇Apply (重複顯示和輸入) •建立線圈面
“所選取的線”
注︰未劃分單元前，加 上這種邊界條件
“所選取的線”
2.1-17
• 生成有限元網格 • 利用智能尺寸選項來控制網格大小 • Preprocessor>-Meshing-Size Cntrls>-smartsize-basic
•選擇OK
2.1-18
• Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free> • 在選取框內選擇ALL • 選擇OK • 打開繪製單元的材料屬性 • Utility>PlotCtrls>Numbering
•選擇 Apply
2.1-12
•
建立空氣面
•選擇 OK
到了這步，建立了全部平 面，但它們還沒有連接起 來.
銜鐵 線圈
2.1-13
• 用Overlap迫使全部平面連接在一起 • Preprocessor>Operate> Overlap>Areas • 按Pick All
現下這些平面被連接了，因此當 生成單元時，各區域將共享區域 邊界上節點
•選擇 OK
2.1-19
• • • •
力邊界條件標誌需要單元部件，即一組具有 “名稱”的單元 把銜鐵定義為一個單元組件 選擇銜鐵平面 Utility>select>entities
用此選項在圖形窗 口中選擇平面
再次選擇用APPLY
•一旦銜鐵已選好，選擇OK (在選取框內）
2.1-20
•
選擇與已選平面相對應的單元
2.1-6
• 定義所有物理區的單元類型為 PLANE53
•
Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete
• 選擇 Add
• 選擇磁矢量和8節點53號單元
• 選擇 OK
2.1-7
• 類比模型的軸對稱形狀 • 選擇Options（選項） • Element behavior（單元行為） • 選擇 Axisymmetric（軸對稱） • 選擇OK
•選擇 OK
2.1-24
• 給線圈平面施加電流密度 • 選擇線圈平面 • Utility>Select>Entity
• 選擇OK ( 實體選擇框) • 選擇線圈平面 • 選擇 OK (選取框內)
2.1-25
• • • • •
激勵線圈要求電流密度，故要得到線圈截面積. Preprocessor>Operate>Calc Geometric Items>Of Areas 選擇OK 要用線圈面積來計算電流密度，將線圈面積賦予參數CAREA Utility>Parameter>Get Scalar Data
用“面”
銜鐵單元
•選擇 OK • 圖示銜鐵單元 • Utility>plot>elements
2.1-21
• 使單元與銜鐵組件聯繫起來 • Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component
•選擇 OK
2.1-22
• 加力邊界條件標誌 • Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>Comp Force
第二章 第1節
二維靜磁學
應用: 簡單直流致動器
• 問題描述 • 2個實體園柱鐵芯，中間被空氣隙 分開 • 線圈中心點處於空氣隙中心 • 分析過程和目的 • 為類比建模 • 進行類比 • 后處理 • 電磁力 • 磁場值
切去一部分線圈便以看到極面間空隙
2.1-2
• 類比由3個區域組成 • 銜鐵區: 導磁材料 導磁率為常數（即線 性材料）