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文档简介
1、期 末 大 作 业题目 : 简单直流致动器ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名: 柴飞龙 学科(专业): 机械工程 学号 : 21225169 所在院系: 机械工程学系 提交日期 2013 年 1 月 1、 背景简述:ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件,是现代产品设计中的高级CAE工具之一。而ansoft Maxwell软件是一款专门分析电磁场的分析软件,如传感器、调节器、电动机、变压器等。本人在实验室做的课题涉及到电机仿真,用的较多的是ansoft软件,因为其对电机仿真的功能更强大,电机功能模块更多,界面友好。现就对一
2、电磁场应用实例,用ANSYS进行仿真分析,得到的结果与ansoft得到的结果进行简单核对比较。2、 问题描述:简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯,中间被空气隙分开的部件组成,线圈中心点处于空气隙中心。衔铁是导磁材料,导磁率为常数(即线性材料,=1000),线圈是可视为均匀材料,空气区为自由空间(),匝数为2000,线圈励磁为直流电流:2A。模型为轴对称。3、 ANSYS仿真操作步骤:第一步:Main menu>preferences第二步:定义所有物理区的单元类型为 PLANE53Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete第三步:设置单元
3、行为模拟模型的轴对称形状,选择Options(选项)第四步:定义材料Preprocessor>Material Props> 定义空气为1号材料(MURX = 1) 定义衔铁为2号材料(MURX = 1000) 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率,MURX=1)第五步:建立衔铁面、线圈面、空气面Preprocessor>Modeling>Greate>Area>Rectangle>By Dimensions建立衔铁面建立线圈面建立空气面最终结果第六步:用Overlap迫使全部平面连接在一起Preprocessor> Modeling>Bo
4、oleans>Operate> Overlap>Areas按Pick All 第七步:平面要求与物理区和材料联系起来Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas用鼠标点取衔铁平面Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas选取线圈平面第八步:加磁通量平行边界条件Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>boundary>Vec
5、tor Poten>Flux par1>On lines选取如下边界线段第九步:智能尺寸选项来控制网格大小Preprocessor>-Meshing>Size Cntrls>smartsize>basic第十步:网格生成Preprocessor >Meshing>Mesh>Areas>Free>Pick All结果如下:第十步:衔铁定义为一个单元组件(1) 选择衔铁平面Utility>select>entities(2) 选择与已选平面相对应的单元(3) 图示衔铁单元 Utility>plot>eleme
6、nts第十一步:使单元与衔铁组件联系起来Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component第十二步:加力边界条件标志Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>Magnetic>Flag>Comp Force第十三步:给线圈平面施加电流密度(1)选择线圈平面Utility>Select>Entity(2)得到线圈截面积.Preprocessor>Modeling>Booleans>Operate Operate
7、>Calc Geometric Items>Of Areas选择OK(3)将线圈面积赋予参数CAREAUtility>Parameter>Get Scalar Data 第十四步:把电流密度加到平面上Preprocessor> Solution>Define loads>Apply>Excitation>Curr Density>On Areas第十五步:solve进行计算Preprocessor> Solution >solve>electromagnet>Static Analysis>Opt &am
8、p; Solve第十六步:后处理(1)生成磁力线圈General Postproc>plot results>Contour Plot>2D flux lines(2)计算电磁力General Postproc>Elec&Mag Calc>Component Based>Force (3) 显示总磁通密度值 (BSUM)General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution最后结果如下:此时,完成了用ANSYS仿真分析简单直流致动器的全部过程,之后将附上用ansoft仿真同一简单直流致动器的结果并做简单比较。4、 ansoft仿真分析计算结果:5、 对比结果分析:通过ANSYS和ansoft对同一模型进行电磁场仿真分析,其磁力线分布相同,磁通量分布也相同。但其各自有各自的优缺点。ANSYS最大的好处在于网格控制好,程序开放性极强,做耦合。它能与多数CAD软件接口,实现数据的共享和交换,如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, IDEAS, AutoCAD等。Ansoft是专门用来仿真电磁场的软件,其界面比ansy
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