workbench电磁学教程
ANSYS workbench_电磁学教程综述
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Winding Table File
•弯弯曲曲的表文件可以出口的还是进口的文本文件中的数据
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Winding Tool Example
转子绕组1高亮显示
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Contents
• • • • • • •
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工作台电磁学 工作台Emag路线图 设计建模者 外壳对称 绕组的身体 蜿蜒的工具 仿真
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Enclosure & Fill Tools
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Fill Feature
充填特征创建一个新的冷冻的身体来填满空间占领的一个洞或 腔。 用于室内腔电磁应用。
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Enclosure Symmetry
特点:外壳现在支持对称模型特征的时候就像一盒外壳形状或 缸: 3三对称飞机可以被指定。 完全或部分模型可以包含在附件。 在模型模拟DesignModeler转移,外壳特征与对称形式的两种飞 机名叫选择: 开放域 对称平面
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设计建模者(DM)包括两个特征允许一个用户创建一个立方体“场”的身体 伴随实体模型。 外壳的工具:释放8.0。这种工具用于完全附上的尸体在一个物质的典型模型 需要一个Emag分析。
Ansys WorkBench 电磁场培训教程
Emag LF电场培训手册
第1章
电场场域边界条件
• 第一类边界条件（强制边界条件）
– 已知边界上的电位值
电力线垂直于电位线
S f
const
电位线平行于边界 电力线垂直于边界 电通量垂直边界
• 第二类边界条件
– 已知边界上电位的法向导数
n
f
S
E1t E2t
电场切向连续 自然满足 电通量平行边界
等 价
b1 b2
a2
E1t E2t
电位的衔接条件
1 2 1 2 n n
分界面两侧电位连续
1- 14
Emag LF电场培训手册
第1章
电磁场边值问题
唯一性定理
电磁场求解方程
电 磁 场 问 题 求 解
场域边界条件
边界条件
分界面衔接条件
初始条件
求解电磁场问题即为求解满足给定条件的电磁场方程的问题 （电磁场边值问题）
D
D dS q
S
穿过某闭合面的总电通量等于 该面所包围的总电荷量
1- 8
Emag LF电场培训手册
第1章
静电场方程
E 0
D
本构方程
E
D E
2
泊松方程 静电场分析中只使用媒质的介电常数，即只考虑电容效应 导体视为理想导体，为等电位体 静电场为无旋场，电力线不能形成闭合曲线 静电场为有源场，场源为电荷
E B t
1- 7
Emag LF电场培训手册
第1章
Maxwell方程组
• 磁通连续性原理
– 表明磁场是无源场 – 磁力线总是闭合曲线
Ansys Workbench 磁场分析教程2
January 24, 2010 © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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Inventory #002406 1-16
Module 2
Electromagnetic Analysis
Create a cylindrical coordinate system to define direction of current flow fl in i coil il Pick the coil outer cylindrical surface
January 24, 2010 © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
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Inventory #002406 1-4
Module 2
Electromagnetic Analysis
Training Manual
Workb kbench-Si Simulatio on Emag
Inventory #002406 1-9
Module 2
Electromagnetic Analysis
Training Manual
Workb kbench-Si Simulatio on Emag
Now might be a good time to save the project as “coil coil_steel_core steel core”
Training Manual
Workb kbench-Si Simulatio on Emag
January 24, 2010 © 2010 ANSYS, Inc. All rights reserved.
workbench中静磁magnetostatic结构耦合结构
workbench中静磁magnetostatic结构耦合结构摘要：1.静磁结构概述2.磁振子及其在workbench中的应用3.结构耦合简介4.静磁magnetostatic结构耦合的应用领域5.workbench中的静磁magnetostatic结构耦合方法6.实例分析7.总结与展望正文：近年来，静磁结构耦合技术在工程领域中得到了广泛的应用，workbench 作为一款强大的仿真软件，也为工程师们提供了便捷的静磁magnetostatic结构耦合分析工具。
本文将介绍静磁结构耦合技术的基本概念、应用领域，以及如何在workbench中进行静磁magnetostatic结构耦合分析。
首先，我们来了解一下静磁结构。
静磁结构是指在静态磁场下，物质内部磁矩与磁场方向一致或反向的区域。
在实际工程中，磁振子（Magnetic resonator）是一种常见的静磁结构，它可以将磁场能量转化为振子运动的机械能。
磁振子的应用广泛，如在电磁感应、磁性传感器、能量传输等领域。
接下来，我们了解一下结构耦合。
结构耦合是指将两个或多个结构通过某种方式连接在一起，使它们在某个方向上具有相互作用。
在静磁领域，结构耦合可以帮助我们分析磁场的分布情况，以及磁场对结构的影响。
那么，静磁magnetostatic结构耦合的应用领域有哪些呢？例如，在磁性传感器的设计中，通过静磁magnetostatic结构耦合分析，可以优化传感器的灵敏度、响应速度等性能指标；在电磁感应领域，静磁magnetostatic结构耦合可以帮助我们预测和优化磁场的分布，从而提高设备的效率。
接下来，我们来看看如何在workbench中进行静磁magnetostatic结构耦合分析。
首先，建立三维模型，包括磁性材料和结构；然后，定义边界条件，如磁边界和结构边界；接着，设置求解器参数，如磁场求解器类型、收敛标准等；最后，进行求解和后处理，得到磁场的分布情况以及结构响应。
Workbench电磁热耦合分析流程说明
● 第一步：独立分析首先要保证模型在ansoft中需正确分析完成。
● 第二步：模型导出分析完成后，将ansoft模型导出，格式我选择step格式，其他格式没有试过。
选择菜单栏中的Modeler-Export 选择step格式将模型导出● 第三步：文件导入启动ANSYS Workbench 13.0,首先点击菜单栏中 Import... 选择.mxwl格式，选择刚才的maxwell分析完成的文件，进行导入。
● 第四步：更新工程点击Workbench菜单栏中的 update project，如果maxwell文件正确的话，过一会solution会有黄色闪电变成绿色对勾。
然后在左侧选择Steady-state thermal ，拖入到中间● 第五步：模型属性然后将Steady-state thermal下的Gemoetry属性改为2D.● 第六步：设置单位双击Gemoetry，进入模型设置界面，选择对应的模型尺寸单位。
点击左上角菜单栏中的File-Impotr Extenal Gemoetry File，选择刚才maxwell导出的step 格式模型。
导入后，点击左上角快捷图表Generate，模型就会出现。
● 第七步：网格剖分关闭Gemoetry界面，退回主界面，会发现Gemoetry已经变为绿色对勾，标识模型导入正确。
然后点击Workbench菜单栏中的 update project，会自动对模型进行网格划分。
当然也可以进入Model菜单进行手动划分。
● 第八步：模型对接网格划分成功后，Model会变为绿色对勾。
然后将Maxwell 2D solution和Steady-state thermal 的Setup进行连接，再次点击菜单栏中的 update project。
● 第九步：完成导入update project完成后，Maxwell 2D 中solution会变成绿色对勾。
然后双击进入Steady-state thermal中的Setup，进入setup设置，右侧会出现“ImportedLoad(Maxwell2Dsolution)”。
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第18章-电磁场分析
第18章 电磁场分析 在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的物理场，处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。
★18.1 电磁场基本理论电磁场理论由一套麦克斯韦方程组描述，分析和研究电磁场的出发点就是对麦克斯韦方程组的研究。
18.1.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组实际上是由4个定律组成，分别是安培环路定律、法拉第电磁感应定律、高斯电通定律（简称高斯定律）和高斯磁通定律（亦称磁通连续性定律）。
1. 安培环路定律无论介质和磁场轻度H 的分布如何，磁场中的磁场强度沿任何一条闭合路径的线积分等于穿过该积分路径所确定的曲面的电流总和，这里的电流包括传导电流（自由电荷产生）和位移电流（电场变化产生），利用积分表示为：()D Hdl J dS tΓΩ∂=+∂∫∫∫ （18-1）ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通 式中，J 为传导电流密度矢量（A/m 2），D t∂∂为位移电流密度，D 为电通密度（C/m 2）。
2. 法拉第电磁感应定律 闭合回路中的感应电动势与穿过此回路的磁通量随时间的变化率成正比，利用积分表示为：(B Edl J dS tΓΩ∂=−+∂∫∫∫ （18-2） 式中，E 为电场强度（V/m ），B 为磁感应强度（T 或Wb/m 2）。
3. 高斯电通定律在电场中，不管电解质与电通密度矢量的分布如何，穿出任何一个闭合曲面的电通量等于已闭合曲面所包围的电荷量，这里的电通量也就是电通密度矢量对此闭合曲面的积分，积分形式表示为：v S DdS dv ρ=∫∫∫∫∫ （18-3）式中，ρ为电荷体密度（C/m 3）。
4. 高斯磁通定律在磁场中，不论磁介质与磁通密度矢量的分布如何，穿出任何一个闭合曲面的磁通量恒等于零，这里的磁通量即为磁通量矢量对此闭合曲面的有向积分，用积分形式表示为： 0SBdS =∫∫ （18-4） 式（18-1）~式（18-4）还分别有自己的微分形式，也就是微分形式的麦克斯韦方程组，分别对应式（18-5）~式（18-8）：D H J t ∂∇×=+∂ （18-5） B E t ∂∇×=∂ （18-6）D ρ∇= （18-7）0B ∇=（18-8）在电磁场计算中，经常对上述这些偏微分进行简化，以便能够用分离变量法、格林函数等求得电磁场的解，其解的形式为三角函数的指数形式以及一些用特殊函数表示的形式。
ANSYSWorkbench基础教程与工程分析详解第九章电磁场分析
2．麦克斯韦第二方程
麦克斯韦第二方程也称为法拉第电磁感应定律：
ANSYS Workbench 基础教程与工程分析详解
JJ G JG JG G ∂D J 其积分形式为： v ∫ E ⋅ d I = −∫s ∂τ ⋅ d S JG JG ∂E 微分形式： ∇ × E = − ∂τ 该式说明：变化的磁场产生电场。即电场不仅由电H1−H2)=Js 或 H1t−H2t=Js n×(E1−E2)=0 H1t=H2t
法向分量的边界条件：
第 电磁场分析
9
章
n×(B1−B2)=0 B1n=B2n − n·(D1 D2)=ρs 或 D1n−H2n=ρs
在工程上求解电磁场问题，实际上就是在确定的边界条件下联合求解上述诸方程。由 微分形式的麦克斯韦方程式可知：时变电场是有旋有散的，时变磁场是有旋无散的。在时 变电磁场中电场与磁场是不可分割的。因此，时变电磁场是有旋有散场。但是在电荷及电 流均不存在的无源区中，时变电磁场是有旋无散的。电场线与磁场线相互交链，自行闭合， 351 从而在空间形成电磁波。此外，时变电场的方向与时变磁场的方向处处互相垂直。 JG JJ G JJ G J G ∂E ∂D ∂H ∂B = = = 0 。那么，上述麦克斯韦方程变 = 对于不随时间变化的静态场有： ∂t ∂t ∂t ∂t 为静电场方程与恒定磁场方程，此时电场与磁场不再相关，而是彼此独立。
350
3．麦克斯韦第三方程
麦克斯韦第三方程也称为电场的高斯定律。 JJ G JJ G 其积分形式为： v ∫ s D ⋅ dS = q JJ G 微分形式： ∇ × D = ρ 该式表明：穿过任何闭合曲面的电通量等于该闭合曲面所包围的静电荷，也表明了电 荷能产生磁场。
4．麦克斯韦第四方程
Ansys Workbench 电磁阀磁场分析
本人最近由于在做电控燃油系统，正好牵扯到电磁铁的计算，看到好像没人发过，于是就自己发一个，参考了AWB帮助的例题，有什么不正之处还请大家指教首先在proe里建模，绿色是电磁铁，黄色是衔铁，两者间隙0.28mm。
然后直接进入DM建立线圈和周围的空气。
在DM中新建一个plane，为的是建立线圈。
这个plane是基于图中绿色平面沿Z轴负向的一个距离-5.5mm
在新建的plane上新建草绘，然后画一个直径16.5的圆，这个圆是线圈中心尺寸
下一步从这个圆生成线体，如下图，选择草绘的圆
然后选择生成的线体，在winding body？中选择yes
设置线圈的圈数为71,高度为9mm,宽度为1mm，然后选view--cross section solid，隐藏衔铁和电磁铁可以看到线圈
建立包围的空气
形状选圆形，在merge parts?中选y es
保存DM文件，进入simulation，选择衔铁和电磁铁的材料为纯铁
网格划分在这里就不讲了，画完网格后，在new analy sis中选magnetostatic
然后选择conductor winding body，输入线圈中的电流值为12000mA
插入磁通平行条件，在磁通平行的scoping method 选name selection,在name selection中选open domain
在solve中插入磁感应强度和衔铁所受的磁力，在directional force/torque 的geometry中选择衔铁，方向选择Z轴
最后右键进行solve，由于材料B-H曲线是非线性的，因此计算时间有点长。
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矢量/轮廓在解决对象选择”的定义”或结 果的工具栏
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Vector Plots
箭向量地块规模,2 D / 3 D箭,箭密度可以定义允许优秀 的图形化的电磁场
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ANSYS Workbench 9.0 Electromagnetics
Paul Lethbridge
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Contents
• • • • • • •
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工作台电磁学 工作台Emag路线图 设计建模者 外壳对称 绕组的身体 蜿蜒的工具 仿真
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Winding Bodies & Tool
• 特点:设计建模者(DM)包括两个新的工具,允许一个用户很容易的 创建电流负载线圈: • 卷绕机构:用来表示线圈励磁源伤口。这些机构的优势就是它们不 是3 D对象,从而简化建模/啮合侧绕组的结构。 • 在“把模拟”,蜿蜒的尸体被指定为导体的身体。 • 蜿蜒的工具:用于创建更复杂的电机线圈绕组。使用工具的一个工 作表绕组的表格的形式来驱动创造多连通蜿蜒的尸体。或者一个 用户可以阅读以一个文本文件MSExcel创造的。 • 好处:非常容易使用、自动检测的快速创建的线圈绕组。
Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclo • Winding Tool
– Simulation
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Fill Feature
充填特征创建一个新的冷冻的身体来填满空间占领的一个洞或 腔。 用于室内腔电磁应用。
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Enclosure Symmetry
激励:支持负载电压和电流固体导体。电流和相 角的支持绕组的身体.
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Solution Results
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Vector & Contour Plots
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Emag Simulation Wizard
用户通过交互需要走分析步骤 .
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Winding Body Transfer in Simulation
Electromagnetic Toolbar
Simulation Environment: •Emag boundary conditions •Conductor source excitation
Solution Results •Voltage •Current Density •Field •Force •Torque •Inductance •Flux linkage
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Winding Tool
每一个绕组由大量的相关蜿蜒的尸体。 身体的相关绕组出现在配件/机构部门:
绕组的身体
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Winding Table File
• • • • 桌子上有一条蜿蜒的每个绕组文件相关。 弯弯曲曲的表文件可以被创造,直接在DM 弯弯曲曲的表文件可以出口的还是进口的文本文件中的数据。 每一行对应一个创造了绕组的身体
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Winding Table File
•弯弯曲曲的表文件可以出口的还是进口的文本文件中的数据
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Winding Tool Example
转子绕组1高亮显示
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Materials – BH Curve Library
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Materials – User BH Curves
BH curves with up to 500 data points are supported
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Materials - Permanent Magnets
Coordinate systems are used to align the polarization axis of a magnet. Cartesian and Radial Magnetization are supported.
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Winding Bodies
Tangent orientation vector (blue arrow) defines direction of current. Winding cross-section displayed
Inductance & Flux Linkage
解枝可以插入电感、磁链标杆处理计算。自我与互感是计算。
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Parameter Sweeps
分析了Emag可以完全参数化,用户可以轻松的力量或转矩与提取转子位置等.
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设计建模者(DM)包括两个特征允许一个用户创建一个立方体“场”的身体 伴随实体模型。 外壳的工具:释放8.0。这种工具用于完全附上的尸体在一个物质的典型模型 需要一个Emag分析。 填充工具:释放9.0(β在8.1)。类似的功能,附件,但只有充满室内蛀牙。
附件的一个例子,并在此基础上 围绕着一个电磁铁
特点:外壳现在支持对称模型特征的时候就像一盒外壳形状或 缸: 3三对称飞机可以被指定。 完全或部分模型可以包含在附件。 在模型模拟DesignModeler转移,外壳特征与对称形式的两种飞 机名叫选择: 开放域 对称平面
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Contents
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工作台电磁学 工作台Emag路线图 设计建模者 外壳对称 绕组的身体 蜿蜒的工具 仿真
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Workbench Emag Roadmap
• • • • • • • • • 如果Emag能力将会被暴露在几个释放的循环: 三维静磁学(9.0) 三维电流传导(10.0) 三维静电的元件 时间和二维瞬态 工作台是第一个版本v9.0电磁分析能力。 支持(伤口)固体和滞留导体 自动计算力、扭矩、电感,线圈磁链。 容易设置模拟计算结果,作为一个功能的电流,中风或转子位置角。
一个倾斜角度可以认定为线圈槽 许多电机设计线圈雇佣一个倾斜的形式。
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Winding Slot Clash Detection
绕组线圈工具自动侦测如果发生了冲突 另一部分并警告用户
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Air Gap Mesh Sizing
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Conductor Objects
导体导线来激励对象识别、电感、后期处理。可以中固体(固体导体),或缠绕团体(伤 口线圈)
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Air Gap Mesh Sizing
要求:。在一个电磁学分析模型通常包括窄间隙和转子匝等配件。 是很有意义的一个雅致的网格物体在这些差距的原因。 特点:气隙啮合上浆。至于其他网格控制、气隙下的先进控制分配 模型的细节。 好处:易于使用的网格细化,因而更准确的分析结果。
Contents
• • • • • • • • • • • • • 工作台电磁学 工作台Emag路线图 设计建模者 外壳对称 绕组的身体 蜿蜒的工具 仿真 工具布局 绕组的身体 材料的性能 气隙啮合上浆 导体 溶液
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Simulation Tools Layout
一条线的身体可以提升至一条蜿蜒的身体。转身和 截面尺寸(CS)进入