第二章 二维静态分析-1.ppt

1、第二章 第1节,二维静磁学,2.1-2,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,2.1-3,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 (r = 1) .,衔铁,线圈,2.1-4,性质 柱体: r = 1000 线圈: r = 1 匝数: 2000 (整个线圈) 空气: r = 1,激励 线圈励磁为直流电流: 2 安培,单位 (mm),衔铁,Coil,长度=35,Y,X,

2、模型 轴对称,材料号 2,材料号3,2.1-5,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,2.1-6,设置预选过滤掉其它应用的菜单 Main menupreferences,选择OK,2.1-7,定义所有物理区的单元类型为 PLANE53 PreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete 选择 Add 选择磁矢量和8节点53号单元 选择 OK,2.1-8,模拟模型的轴对称形状 选择Options（选项） Element behavior（单元行为） 选择 A

3、xisymmetric（轴对称） 选择OK,2.1-9,定义材料 PreprocessorMaterial PropsIsotropic,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OK,2.1-10,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）,2.1-11,定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率，MURX=1),选择 OK,选择 OK (退出材料数据输入菜单）,2.1-12,建立衔铁面 PreprocessorCreateRectangleBy Dimensions,选择Apply (重复显示和输入) 建立线

4、圈面,选择 Apply,利用TAB 键移动输入窗口,2.1-13,建立空气面,选择 OK,到了这步，建立了全部平面，但它们还没有连接起来.,衔铁,线圈,2.1-14,用Overlap迫使全部平面连接在一起 PreprocessorOperate OverlapAreas 按Pick All,现在这些平面被连接了，因此当生成单元时，各区域将共享区域边界上节点,这种操作后，原先平面被删除，而新的平面被重新编号,2.1-15,这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor-Attributes-DefinePicked Areas 用鼠标点取衔铁平面 选择OK (在选取框内） 材料号窗

5、口输入2,选择 OK,对于没有明确定义属性的面，其属性缺省为1,2.1-16,这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor-Attributes-DefinePicked Areas 选取线圈平面 （在选择对话框里）点取OK 材料号窗口输入3,点 OK,2.1-17,加通量平行边界条件 Preprocessorloadsapply-magnetic-boundary-flux-parl 选On Lines并选取相应的线 选 OK,“所选取的线”,“所选取的线”,注：未划分单元前，加上这种边界条件,2.1-18,生成有限元网格 利用智能尺寸选项来控制网格大小 Preprocess

6、or-Meshing-Size Cntrls-smartsize-basic,选择OK,2.1-19,Preproc-Meshing-Mesh-Areas-Free 在选取框内选择ALL 选择OK 打开绘制单元的材料属性 UtilityPlotCtrlsNumbering,选择 OK,2.1-20,力边界条件标志需要单元部件，即一组具有 “名称”的单元 把衔铁定义为一个单元组件 选择衔铁平面 Utilityselectentities,用此选项在图形窗口中选择平面,再次选择用APPLY,一旦衔铁已选好，选择OK (在选取框内）,2.1-21,选择与已选平面相对应的单元,选择 OK 图示衔铁单元

7、 Utilityplotelements,衔铁单元,用“面”,2.1-22,使单元与衔铁组件联系起来 UtilitySelectComp/AssemblyCreate Component,选择 OK,2.1-23,加力边界条件标志 PreprocessorLoadsApply-Magnetic-FlagComp Force,选择OK,施加两个标志，用两个不同的方法来计算力 Maxwells 应力张量 虚功,即使只有一种选项，也要鼠标选取,2.1-24,以毫米单位生成的模型，最好把模型尺寸变换为国际单位制（变换系数 =.001) 使整个模型激活 UtilitySelectEverything 缩

8、放平面-不用拷贝 Preprocoperatescaleareas,选择 OK,2.1-25,给线圈平面施加电流密度 选择线圈平面 UtilitySelectEntity,选择OK ( 实体选择框) 选择线圈平面 选择 OK (选取框内),2.1-26,激励线圈要求电流密度，故要得到线圈截面积. PreprocessorOperateCalc Geometric ItemsOf Areas 选择OK 要用线圈面积来计算电流密度，将线圈面积赋予参数CAREA UtilityParameterGet Scalar Data,选择 OK,2.1-27,下面窗口输入面积的参数名，用于后面电流密度输入,

9、去掉面号（如果有的话）,这相应于几何面积总和,选择 OK,2.1-28,把电流密度加到平面上 PreprocessorLoadsApplyExcitationOn Areas (因为只激活了线圈平面，可在选取框内选择Pick All）,选择 OK,2.1-29,进行计算 Solu-solve-electromagnetOpt & Solve,选择OK,这些适用于用BH 数据来进行的分析，本题将忽略,2.1-30,生成磁力线圈 Postprocplot results2D flux lines 选择 OK,使用缺省设置，选择OK, （在通常情况下，可这样做）,单元边缘围绕的一个红色输廓表示该区域为同类材料号,2.1-31,计