ANSYS电磁场培训手册37

第二章

第1节二维静磁学1应用:简单直流致动器问题描述2个实体园柱铁芯，中间被空气隙分开线圈中心点处于空气隙中心分析过程和目的为模拟建模进行模拟后处理电磁力磁场值切去一部分线圈便以看到极面间空隙2模拟由3个区域组成衔铁区:导磁材料

导磁率为常数（即线性材料）线圈区:线圈可视为均匀材料.空气区:自由空间(μr=1).衔铁线圈3性质柱体:μr=1000线圈:μr=1

匝数:2000 (整个线圈)空气:μr=1激励线圈励磁为直流电流:2安培单位(mm)衔铁Coil长度=35YX模型

轴对称材料号2材料号34建模设置电磁学预选项（过滤器）对各物理区定义单元类型定义材料性质对每个物理区定义实体模型铁芯线圈空气给各物理区赋材料属性加边界条件5设置预选过滤掉其它应用的菜单Mainmenu>preferences选择OK6定义所有物理区的单元类型为PLANE53

Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delete选择Add选择磁矢量和8节点53号单元选择OK7模拟模型的轴对称形状选择Options（选项）Elementbehavior（单元行为）选择Axisymmetric（轴对称）选择OK8定义材料

Preprocessor>MaterialProps>Isotropic定义空气为1号材料(MURX=1)选择Apply(自动循环地定义下一个材料号）选择OK9定义衔铁为2号材料选择OK选择Apply(自动循环地选择下一个材料号）10定义线线圈为为3号号材料料(自由空空间导导磁率率，MURX=1)选择OK选择OK(退出材材料数数据输输入菜菜单））11建立衔衔铁面面Preprocessor>Create>Rectangle>ByDimensions选择Apply(重复显显示和和输入入)建立线线圈面面选择Apply利用TAB键移动动输入入窗口口12建立空空气面面选择OK到了这这步，，建立立了全全部平平面，，但它它们还还没有有连接接起来来.衔铁线圈13用Overlap迫使全全部平平面连连接在在一起起Preprocessor>Operate>Overlap>Areas按PickAll现在这这些平平面被被连接接了，，因此此当生生成单单元时时，各各区域域将共共享区区域边边界上上节点点这种操操作后后，原原先平平面被被删除除，而而新的的平面面被重重新编编号14这些平平面要要求与与物理理区和和材料料联系系起来来Preprocessor>-Attributes-Define>PickedAreas用鼠标标点取取衔铁铁平面面选择OK(在选取取框内内）材料号号窗口口输入入2选择OK对于没没有明明确定定义属属性的的面，，其属属性缺缺省为为115这些平平面要要求与与物理理区和和材料料联系系起来来Preprocessor>-Attributes-Define>PickedAreas选取线线圈平平面（在选选择对对话框框里））点取取OK材料号号窗口口输入入3点OK16加通量量平行行边界界条件件Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’’l选OnLines并选取取相应应的线线选OK“所选选取的的线”“所选选取的的线””注：未未划分分单元元前，，加上上这种种边界界条件件17生成有有限元元网格格利用智智能尺尺寸选选项来来控制制网格格大小小Preprocessor>-Meshing-SizeCntrls>-smartsize-basic选择OK18Preproc>-Meshing-Mesh>-Areas-Free>在选取取框内内选择择ALL选择OK打开绘绘制单单元的的材料料属性性Utility>PlotCtrls>Numbering选择OK19力边界界条件件标志志需要要单元元部件件，即即一组组具有有““名称称”的单元元把衔铁铁定义义为一一个单单元组组件选择衔衔铁平平面Utility>select>entities用此选选项在在图形形窗口口中选选择平平面再次选选择用用APPLY一旦旦衔衔铁铁已已选选好好，，选选择择OK(在选选取取框框内内））20选择择与与已已选选平平面面相相对对应应的的单单元元选择择OK图示示衔衔铁铁单单元元Utility>plot>elements衔铁铁单单元元用“面”21使单单元元与与衔衔铁铁组组件件联联系系起起来来Utility>Select>Comp/Assembly>CreateComponent选择择OK22加力力边边界界条条件件标标志志Preprocessor>Loads>Apply>-Magnetic-Flag>CompForce选择择OK施加加两两个个标标志志，，用用两两个个不不同同的的方方法法来来计计算算力力Maxwell’’s应力力张张量量虚功功即使使只只有有一一种种选选项项，，也也要要鼠鼠标标选选取取23以毫毫米米单单位位生生成成的的模模型型，，最最好好把把模模型型尺尺寸寸变变换换为为国国际际单单位位制制（（变变换换系系数数=.001)使整整个个模模型型激激活活Utility>Select>Everything缩放放平平面面-不不用用拷拷贝贝Preproc>operate>scale>areas选择择OK24给线线圈圈平平面面施施加加电电流流密密度度选择择线线圈圈平平面面Utility>Select>Entity选择择OK(实体体选选择择框框)选择择线线圈圈平平面面选择择OK(选取取框框内内)25激励励线线圈圈要要求求电电流流密密度度，，故故要要得得到到线线圈圈截截面面积积.Preprocessor>Operate>CalcGeometricItems>OfAreas选择择OK要用用线线圈圈面面积积来来计计算算电电流流密密度度，，将将线线圈圈面面积积赋赋予予参参数数CAREAUtility>Parameter>GetScalarData选择择OK26下面面窗窗口口输输入入面面积积的的参参数数名名，，用用于于后后面面电电流流密密度度输输入入去掉掉面面号号（（如如果果有有的的话话））这相相应应于于几几何何面面积积总总和和选择择OK27把电电流流密密度度加加到到平平面面上上Preprocessor>Loads>Apply>Excitation>OnAreas(因为只激活了了线圈平面，，可在选取框框内选择PickAll）选择OK28进行计算Solu>-solve-electromagnet>Opt&Solve选择OK这些适用于用用BH数据来进行的的分析，本题题将忽略29生成磁力线圈圈Postproc>plotresults>2Dfluxlines选择OK使用缺省设置置，选择OK,（在通常情况下下