ANSYS电磁场培训手册2

第二章

第2节二维静磁学1EMAG模拟的概念模型边界条件有:磁通量垂直磁通量平行周期性对称*偶对称奇对称根据单元方程式施加边界条件矢量(2D或3D)标量(3D)基于单元边(3D)*在第2章来讨论简单励磁的平面模型AABB线圈(象征性的)铁芯空气2在2D静磁场、交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法(MVP)此公式称为MVP，磁通量密度(B)等于矢量势(A)的旋度

B=Curl(A)对于二维情况，A只有Z方向分量，在ANSYS中表示为“AZ”自由度模型有二种边界条件描述-Dirichlet条件（AZ约束）:磁通量平行于模型边界Neumann条件（自然边界条件）:磁通量垂直于模型边界3沿A-A通量平行边界条件需满足：模型中A-A的左边和右边是相同的几何形状相同材料属性相同左边和右边励磁相位差180度（即方向相反）对称平面边界条件沿A-A必须加约束BB（1/2）对称模型PoleFaceAAPreproc.>loads>apply>boundary>fluxpar’l>lines4半对称模型与全模型比较：磁通量密度是相同的线圈上Lorentz力是相同的贮能为1/2极面上力为1/2加载电流密度与全模型相同线圈(象征性的)简单导磁体的半对称模型5沿B-B磁通量垂直边条件需满足B-B线上下两边如下参数是相同的几何形状材料性质B-B线上下两边励磁相同对称面(B-B)边界条件2D磁矢量势(MVP)方式，无须处理加载电流与全模型相同QuartersymmetrymodelofthesimplemagnetizerBB61/4模型与全模型比较磁通密度分布相同贮能为1/4所示线圈上的Lorentz力1/2作用在极面上力为1/2励磁体1/4对称模型BB7单元plane13andplane53用于模拟2D磁场Plane13:4节点四边形耦合场自由度：温度，结构，磁电源为Z方向B为线性变化适用于：Plane13变压器汇流排传感器线性或任意永磁系统螺线管磁体（致动器）直线或旋转电机负载机械机械力矩8plane53:8节点，四边形耦合场自由度:磁与电路单元耦合电流为Z方向B可为二次非线性变化通常情况下的推荐使用单元适用于精度要求较高的分析场量分析大型机械力矩中节点9定义Plane13的单元类型和单元选项

Preproc>elementtype>add/ edit/delete选择ADD选择Plane13用单元类型号给平面赋属性选择OK10一旦定义义单元类类型，要要选择单单元选选项单元选项项控制:2D直流模拟拟为AZ自由度2D模拟型式式轴对称平面点取单元元选项11几何体型型式用于直流流模拟选择OK用于定义义平面属属性的参参考号因为plane13用于耦合合场模拟拟，故该该单元可可以具有有应力/应变结结构选项项12平面与与轴对对称比比较端部效效应平面面:不不包包括括轴对对称称:自自动动包包括括正向向电电流流方方向向相相反反线圈圈两种种情情况况都都是是施施加加正正向向电电流流铁板板磁流流密密度度矢矢量量显显示示铁环环轴对对称称:+Z电流流方方向向进进平平面面平面面:+Z电流流方方向向出出平平面面13磁力力线线描描述述平面面:AZ等值值线线轴对对称称:rAZ等值值线线电枢枢线圈圈定子子平面面或或轴轴对对称称?平面面或或轴轴对对称称?14力、、能能量量、、电电感感的的描描述述平面面:单单位位长长度度轴对对称称:整整个个圆圆周周上上的的值值力:轴对对称称:无有有效效径径向向力力（（相相互互平平衡衡））单位位弧弧度度力力不不为为零零（（曲曲度度线线圈圈））15定义义Plane53的单单元元类类型型和和选选项项Preproc.>elementtype>add/edit/delete选择Add选择8节点Plane53增加单元元类型号号以给平平面赋属属性选择OK16定义单单元类类型后后选择择单元元选项项单元选选项控控制:绞线圈圈电压压加载载选项项*连接电电路单单元与与有限限元区区*模拟运运动体体的自自由度度*包括括交流流分析析plane53单元模模拟运运动导导体示示图选择OK17考虑速速度效效应时时，要要求增增加输输入信信息在实常常数中中定义义。选选择单单元选选项后后，定定义实