ANSYS Workbench电磁场分析简易实例
基于ANSYS Workbench平台的电机电磁噪声仿真分析
基于ANSYS Workbench平台的电机电磁噪声仿真分析电动机与发电机等电力设备的噪声起因很多，有电磁振动噪声、机械噪声及流致噪声等等，本文通过ANSYS公司的官方案例为操作背景，详细介绍如何将作用在定子上的瞬态电磁力作为结构谐响应分析的载荷计算振动噪声。
1.电磁模型建立与分析如图1所示为一个电机模型，电机的额定输出功率为550W，额定电压为220V，极对数为4，定子齿数为24个，转子的转速为1500rpm，求电磁振动产生的噪声大小。
本算例使用的模块如下：RMxprt模块：建立电机类型；Maxwell模块：2D瞬态电磁场计算；Structural模块：3D谐响应分析计算；Acoustics ACT模块：噪声计算注：Acoustics ACT模块需要单独安装，请用户到官方网站上自行下载。
图1电机模型电机的电路模型如图2所示。
图2电机电路模型1）启动Workbench。
在Windows XP下单击“开始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench 15命令，即可进入Workbench主界面。
2）保存工程文档。
进入Workbench后，单击工具栏中的按钮，将文件保存为“zhendongzaosheng.wbpj”，单击Getting Started窗口右上角的（关闭）按钮将其关闭。
3）双击Toolbox→Analysis System→RMxprt模块建立项目A，如图3所示。
4）双击项目A中的A1栏进如RMxprt电机设置平台，如图4所示。
图3RMxprt模块图4RMxprt平台5）依次选择菜单RMxprt→Machine Type，在弹出的电机类型选择对话框中单击Generic Rotating Machine选项，单击OK按钮，如图5所示。
6）单击Project Manager→RMxprt→Machine选项，在下面出现属性设置对话框中作如下设置：在Source Type栏中选择AC选项；在Structure栏中选择Inner Rotor选项；在Stator Type栏中选择SLOT_AC选项；在Rotor Type栏中选择PM_INTERIOR选项，如图6所示。
ANSYSWorkbench电磁场分析例子共38页
ANSYS, Inc. Proprietary
Contents
Workbench Electromagnetics
– Workbench Emag Roadmap
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding bodies • Winding Tool
• Workbench v9.0 is the first release with electromagnetic analysis capability. – Support solid and stranded (wound) conductors – Automated computations of force, torque, inductance, and coil flux linkage. – Easily set up simulations to compute results as a function of current, stroke, or rotor angle.
– Up to 3 three symmetry planes can be specified. – Full or partial models can be included in the Enclosure. – During the model transfer from DesignModeler to Simulation, the enclosure feature with symmetry planes forms two kinds of named selections:
– Winding Bodies: Used to represent wound coils for source excitation. The advantage of these bodies is that they are not 3D CAD objects, and hence simplify modeling/meshing of winding structures.
ansys workbench例题
Ansys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以用于解决各种结构力学、流体动力学、电磁场等问题。
本文将以Ansys Workbench为例，介绍一个结构力学的例题，并详细讲解解题过程。
1. 问题描述假设有一个悬臂梁，在梁的自由端施加一个集中力，要求计算梁的应力分布和挠度。
2. 建模打开Ansys Workbench软件，新建一个静力学分析项目。
在几何模型中，画出悬臂梁的截面，并确定梁的长度、宽度和厚度。
在材料属性中，选择梁的材料，并输入对应的弹性模量和泊松比。
在约束条件中，将梁的支座固定，模拟悬臂梁的真实工况。
在外部荷载中，施加一个与梁垂直的集中力，确定力的大小和作用位置。
3. 网格划分在建模结束后，需要对悬臂梁进行网格划分。
在Ansys Workbench 中，可以选择合适的网格划分方式和密度，以保证计算结果的准确性和计算效率。
通常情况下，悬臂梁的截面可以采用正交结构网格划分，梁的长度方向可以采用梁单元网格划分。
4. 设置分析类型在网格划分完成后，需要设置分析类型为结构静力学。
在分析类型中，可以选择加载和约束条件，在求解器中，可以选择计算所需的结果类型，如应力、应变、位移等。
5. 求解和结果分析完成以上步骤后，可以提交计算任务进行求解。
Ansys Workbench软件会自动进行计算，并在计算完成后给出计算结果。
在结果分析中，可以查看悬臂梁的应力分布图和挠度图，进一步分析梁的受力情况和变形情况。
6. 参数化分析除了单一工况下的分析，Ansys Workbench还可以进行参数化分析。
用户可以改变材料属性、外部加载、几何尺寸等参数，快速地进行批量计算和结果对比分析，以得到最优的设计方案。
7. 结论通过Ansys Workbench对悬臂梁的结构分析，可以得到悬臂梁在外部加载下的应力分布和挠度情况，为工程设计和优化提供重要参考。
Ansys Workbench还具有丰富的后处理功能，可以绘制出直观的分析结果图，帮助工程师和研究人员更好地理解和使用分析结果。
ANSYS_Workbench 13.0实用案例分析
Workbench实例入门下面将通过一个简单的分析案例，让读者对ANSYS Workbench 13.0有一个初步的了解，在学习时无需了解操作步骤的每一项内容，这些内容在后面的章节中将有详细的介绍，读者仅需按照操作步骤学习，了解ANSYS Workbench有限元分析的基本流程即可。
1.5.1案例介绍某如图1-24所示不锈钢钢板尺寸为320mmX50mmX20mm，其中一端为固定，另一端为自由状态，同时在一面上分布有均布载荷q=0.2MPa，请用ANSYS Workbench求解出应力与应变的分布云图。
1.5.2启动Workbench并建立分析项目（1）在Windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 13.0 →Workbench命令，启动ANSYS Workbench 13.0，进入主界面。
（2）双击主界面Toolbox（工具箱）中的Component systems→Symmetry（几何体）选项，即可在项目管理区创建分析项目A，如图1-25所示。
图1-24 案例问题图1-25 创建分析项目A（3）在工具箱中的Analysis System→Static Structural上按住鼠标左键拖曳到项目管理区中，当项目A 的Symmetry红色高亮显示时，放开鼠标创建项目B，此时相关联的项数据可共享，如图1-26所示。
图1-26 创建分析项目提示：本例是线性静态结构分析，创建项目时可直接创建项目B，而不创建项目A，几何体的导入可在项目B中的B3栏Geometry中导入创建。
本例的创建方法在对同一模型进行不同的分析时会经常用到。
1.5.3导入创建几何体（1）在A2栏的Geometry 上点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Import Geometry →Browse 命令，如图1-27所示，此时会弹出“打开”对话框。
（2）在弹出的“打开”对话框中选择文件路径，导入char01-01几何体文件，如图1-28所示，此时A2栏Geometry 后的变为，表示实体模型已经存在。
ANSYSWorkbench电磁场分析例子
© 2004 ANSYS, Inc.
ANSYS, Inc. Proprietary
Winding Bodies & Tool
• Feature: Design Modeler (DM) includes two new tools to allow a user to easily create current carrying coils:
– Winding Bodies: Used to represent wound coils for source excitation. The advantage of these bodies is that they are not 3D CAD objects, and hence simplify modeling/meshing of winding structures.
– Upon “attach to Simulation”, Winding Bodies are assigned as Conductor bodies.
– Winding Tool: Used to create more complex coils for motor windings. The Winding Tool uses a Worksheet table format to drive the creation of multiply connected Winding Bodies. Or a user can read in a text file created by MSExcel.
– Design Modeler
• Enclosure Symmetry • Winding Bodies • Winding Tool
ANSYS电磁场分析例子
ANSYS电磁场分析例子我们将考虑一个简单的电磁场问题，即一个平行板电容器的电场分布。
这个问题可以很容易地通过ANSYS进行建模和求解。
首先，我们需要进行几何建模。
在ANSYS的建模界面中，我们可以使用几何建模工具来创建一个具有平行板结构的电容器。
我们可以定义平行板的尺寸、间距以及材料属性等。
接下来，我们需要定义边界条件。
在这个问题中，平行板上的电势是已知的。
我们可以在边界条件中指定平行板上的电势值，然后在求解过程中，ANSYS将根据这些边界条件计算电势分布。
然后，我们需要设置求解器选项。
ANSYS提供了多种求解器选项，包括有限元法、有限差分法等。
我们可以根据我们的具体问题选择合适的求解器。
接下来，我们需要应用材料属性。
我们可以在材料库中选择合适的材料，并将其应用于电容器的几何模型中，以便ANSYS可以根据这些材料属性计算电场分布。
最后，我们可以运行求解器并分析结果。
一旦求解器完成计算，我们可以在ANSYS的后处理界面中查看电场分布结果。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，包括可视化和数据分析工具，可以帮助我们更好地理解和解释电场分布结果。
通过以上步骤，我们可以使用ANSYS进行电磁场分析，并得到电场分布结果。
根据这些结果，我们可以评估电容器的性能，例如电势分布、电场强度等。
这些信息对于设计和优化电容器以及解决其他电磁问题非常有价值。
总结起来，ANSYS电磁场分析是一种强大的工具，可以用于解决各种电磁问题。
通过几何建模、边界条件设置、求解器选项设置、应用材料属性和结果分析等步骤，我们可以使用ANSYS获得准确和可靠的电场分布结果，为问题的解决和优化提供有力支持。
随时间和空间变化的Ansys Workbench分析实例
随时间和空间变化的Ansys Workbench分析实例例如对一个长为1米，截面是50mm*50mm的梁，施加一个随时间和轴线坐标X变化的载荷其变化规律是这里的x是从左端点开始的杆件上各点的X坐标而t是时间。
因此这是一个瞬态动力学问题。
要求在此载荷规律作用下梁的变形。
下面是用ANSYS WORKBENCH计算该问题的过程。
（1）打开ANSYS WORKBENCH14.5。
（2）创建瞬态动力学项目示意图。
（3）创建几何模型。
双击geometry,打开DM,在其中创建一个长1米，截面是50mm*50mm的长方体。
其细节视图的设置是然后退出DS.（4）创建局部坐标系。
双击Model，进入到mechanical中，并把长度单位切换成米，角度单位切换成radian.然后添加一个局部坐标系，把该坐标系的坐标原点定位在长方体的上表面的左边一个顶点上。
该坐标系用于对后面施加的载荷提供坐标系，以确定方程中的X是从哪里开始定义的。
（5）划分网格。
设置单元尺寸为25mm,划分网格如下（6）设置载荷步。
对于分析设置进行如下定义即计算1秒，而只有1个载荷步，该载荷步被均分为10个载荷子步。
（7）固定左端面。
选择左边的端面进行固定。
（8）施加随时间和空间变化的分布载荷。
选择上表面，施加分布载荷。
在其细节视图的magnitude中首先选择function.说明要用函数进行定义然后在magnitude中输入表达式如下注意到此时的坐标系统切换成了上面定义的坐标系。
此时主窗口中显示如下图同时在图形窗口显示了在1秒时候的载荷曲线可见，此时的载荷曲线是抛物线。
（9）仿真并查看结果计算，然后查看位移的结果如下图。
ANSYS-Workbench-9.0电磁学教程实例(英文ppt)剖析
Fill Feature
• The Fill feature create a new frozen body to fill the space occupied by a hole or cavity.
• Useful for interior cavity electromagnetic applications.
• A skew angle may be identified for the coil winding slots • Many motor designs employ a skewed coil form.
© 2004 ANSYS, Inc.
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Winding Slot Clash Detection
• Benefits: Very easy to use, rapid creation of coil windings.
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Winding Bodies
Tangent orientation vector (blue arrow) defines direction of current.
• Workbench v9.0 is the first release with electromagnetic analysis capability. – Support solid and stranded (wound) conductors – Automated computations of force, torque, inductance, and coil flux linkage. – Easily set up simulations to compute results as a function of current, stroke, or rotor angle.