ansys大作業(yè)ANSYS電磁場(chǎng)分析及與ansoft仿真分析結(jié)果比較

1、 期末大作業(yè) 題目:簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器ANSYS電磁場(chǎng)分析及與ansoft仿真分析結(jié)果比較作者姓名:柴飛龍學(xué)科(專(zhuān)業(yè):機(jī)械工程學(xué)號(hào):21225169所在院系:機(jī)械工程學(xué)系提交日期2013 年 1 月1、 背景簡(jiǎn)述:ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用軟件有限元分析軟件,是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí)CAE 工具之一。而ansoft Maxwell 軟件是一款專(zhuān)門(mén)分析電磁場(chǎng)的分析軟件,如傳感器、調(diào)節(jié)器、電動(dòng)機(jī)、變壓器等。本人在實(shí)驗(yàn)室做的課題涉及到電機(jī)仿真,用的較多的是ansoft 軟件,因?yàn)槠鋵?duì)電機(jī)仿真的功能更強(qiáng)大,電機(jī)功能模塊更多,界面友好?，F(xiàn)就對(duì)一電磁場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例,用ANS

2、YS 進(jìn)行仿真分析,得到的結(jié)果與ansoft 得到的結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單核對(duì)比較。2、 問(wèn)題描述:簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器由2個(gè)實(shí)體圓柱鐵芯,中間被空氣隙分開(kāi)的部件組成,線(xiàn)圈中心點(diǎn)處于空氣隙中心。銜鐵是導(dǎo)磁材料,導(dǎo)磁率為常數(shù)(即線(xiàn)性材料,r =1000,線(xiàn)圈是可視為均勻材料,空氣區(qū)為自由空間(1=r ,匝數(shù)為2000,線(xiàn)圈勵(lì)磁為直流電流:2A 。模型為軸對(duì)稱(chēng)。 3、 ANSYS 仿真操作步驟: 第一步:Main menu>preferences 第二步:定義所有物理區(qū)的單元類(lèi)型為PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete 第三步:設(shè)置單元

3、行為模擬模型的軸對(duì)稱(chēng)形狀,選擇Options(選項(xiàng) 第四步:定義材料Preprocessor>Material Props>定義空氣為1號(hào)材料(MURX = 1定義銜鐵為2號(hào)材料(MURX = 1000定義線(xiàn)圈為3號(hào)材料(自由空間導(dǎo)磁率,MURX=1 第五步:建立銜鐵面、線(xiàn)圈面、空氣面Preprocessor>Modeling>Greate>Area>Rectangle>By Dimensions 建立銜鐵面 建立線(xiàn)圈面 建立空氣面 最終結(jié)果 第六步:用Overlap迫使全部平面連接在一起Preprocessor> Modeling>Boo

4、leans>Operate> Overlap>Areas 按Pick All 第七步:平面要求與物理區(qū)和材料聯(lián)系起來(lái)Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas用鼠標(biāo)點(diǎn)取銜鐵平面 Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas選取線(xiàn)圈平面 第八步:加磁通量平行邊界條件Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>boundary>V

5、ector Poten>Flux par1>On lines選取如下邊界線(xiàn)段 第九步:智能尺寸選項(xiàng)來(lái)控制網(wǎng)格大小Preprocessor>-Meshing>Size Cntrls>smartsize>basic 第十步:網(wǎng)格生成Preprocessor >Meshing>Mesh>Areas>Free>Pick All結(jié)果如下: 第十步:銜鐵定義為一個(gè)單元組件(1選擇銜鐵平面Utility>select>entities (2選擇與已選平面相對(duì)應(yīng)的單元 (3圖示銜鐵單元Utility>plot>eleme

6、nts 第十一步:使單元與銜鐵組件聯(lián)系起來(lái)Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component 第十二步:加力邊界條件標(biāo)志Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>Magnetic>Flag>Comp Force 第十三步:給線(xiàn)圈平面施加電流密度(1選擇線(xiàn)圈平面Utility>Select>Entity(2得到線(xiàn)圈截面積.Preprocessor>Modeling>Booleans>Operate Operat

7、e>Calc Geometric Items>Of Areas 選擇OK(3將線(xiàn)圈面積賦予參數(shù)CAREAUtility>Parameter>Get Scalar Data 第十四步:把電流密度加到平面上Preprocessor> Solution>Define loads>Apply>Excitation>Curr Density>On Areas 第十五步:solve進(jìn)行計(jì)算Preprocessor> Solution >solve>electromagnet>Static Analysis>Opt &

8、amp; Solve第十六步:后處理(1生成磁力線(xiàn)圈General Postproc>plot results>Contour Plot>2D flux lines (2計(jì)算電磁力General Postproc>Elec&Mag Calc>Component Based>Force (3顯示總磁通密度值(BSUMGeneral Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution 最后結(jié)果如下:此時(shí)，完成了用 ANSYS 仿真分析簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器的全部過(guò)程，之后將附上用 ansoft 仿真同一簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器的結(jié)果并做簡(jiǎn)單比較。 4、 ansoft 仿真分析計(jì)算結(jié)果： 5、 對(duì)比結(jié)果分析： 通過(guò) ANSYS 和 ansoft 對(duì)同一模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真分析，其磁力線(xiàn)分布相同，磁通 量分布也相同。但其各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。 ANSYS 最大的好處在于網(wǎng)格控制好，程序開(kāi)放性極強(qiáng)，做耦合。它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD 等。 Ansoft 是專(zhuān)門(mén)用來(lái)仿真電磁場(chǎng)的軟件，其界面比 ansys 更友好，功能