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

1、期末大作業(yè)題目：簡單直流致動(dòng)器ANSYS電磁場分析及與ansoft仿真分析結(jié)果比較作者姓名：柴飛龍學(xué)科（專業(yè)）：機(jī)械工程學(xué)號：21225169所在院系：機(jī)械工程學(xué)系提交日期2013年1月1、背景簡述：ANSYS軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場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CAE工具之一。而ansoftMaxwell軟件是一款專門分析電磁場的分析軟件，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﹄姍C(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)就對一電磁場應(yīng)用實(shí)例，用ANSYS進(jìn)行仿真分析，得

2、到的結(jié)果與ansoft得到的結(jié)果進(jìn)行簡單核對比較。2、問題描述：簡單直流致動(dòng)器由2個(gè)實(shí)體圓柱鐵芯，中間被空氣隙分開的部件組成，線圈中心點(diǎn)處于空氣隙中心。銜鐵是導(dǎo)磁材料，導(dǎo)磁率為常數(shù)（即線性材料，卩r=1000），線圈是可視為均勻材料，空氣區(qū)為自由空間（卩r=1），匝數(shù)為2000，線圈勵(lì)磁為直流電流：2A。模型為軸對稱。鼻103、ANSYS仿真操作步驟:第一步：Mainme第二步：定義所有物理區(qū)的單元類型為PLANE53Preprocessor>Elementtype>Add/Edit/Delete第三步：設(shè)置單元行為模擬模型的軸對稱形狀，選擇Options（選項(xiàng)）第四步：定義材料P

3、reprocessor>MaterialProps> 定義空氣為1號材料（MURX=1） 定義銜鐵為2號材料（MURX=1000） 定義線圈為3號材料（自由空間導(dǎo)磁率，MURX=1）第五步：建立銜鐵面、線圈面、空氣面Preprocessor>Modeling>Greate>Area>Rectangle>ByDimensions建立銜鐵面建立線圈面建立空氣面最終結(jié)果ANSYSJAN12201311:11:19AREASAREANUM第六步：用Overlap迫使全部平面連接在一起Preprocessor>Modeling>Booleans>

4、;Operate>Overlap>Areas按PickAllAREASAREANUMANSYSJAN12201311:22:21第七步:平面要求與物理區(qū)和材料聯(lián)系起來Preprocessor>Meshing>MeshingAttributes>PickedAreas用鼠標(biāo)點(diǎn)取銜鐵平面Preprocessor>Meshing>MeshingAttributes>PickedAreas選取線圈平面第八步：加磁通量平行邊界條件Poten>FluxPreprocessor>Solution>Defineloads>apply>

5、;magnetic>boundary>Vectorpar'1>Onlines選取如下邊界線段第九步：智能尺寸選項(xiàng)來控制網(wǎng)格大小Preprocessor>-Meshing>SizeCntrls>smartsize>basic第十步：網(wǎng)格生成Preprocessor>Meshing>Mesh>Areas>Free>PickAll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>entities2)選擇與已選平面相對應(yīng)的單元ANSYSJAN1220133)圖示銜鐵單元U

6、tility>plot>elementsELEMENTSKATHUM第十一步：使單元與銜鐵組件聯(lián)系起來Utility>Select>Comp/Assembly>CreateComponent第十二步：加力邊界條件標(biāo)志Preprocessor>Solution>Defineloads>apply>magnetic>Magnetic>Flag>CompForce第十三步：給線圈平面施加電流密度（1）選擇線圈平面Utility>Select>Entity（2）得到線圈截面積.Preprocessor>Model

7、ing>Booleans>OperateOperate>CalcGeometricItems>OfAreas選擇OK（3）將線圈面積賦予參數(shù)CAREAUtility>Parameter>GetScalarData第十四步：把電流密度加到平面上Preprocessor>Solution>Defineloads>Apply>Excitation>CurrDensity>OnAreas第十五步：solve進(jìn)行計(jì)算Preprocessor>Solution>solve>electromagnet>Stati

8、cAnalysis>Opt&Solve第十六步：后處理（1）生成磁力線圈GeneralPostproc>plotresults>ContourPlot>2Dfluxlines(2) 計(jì)算電磁力GeneralPostproc>Elec&MagCalc>ComponentBased>ForceCrL：iiTil_9ComponentrniiTie(s)(speci£yupto9)OKApplyC：=LTlCh1HelpSUMMARYOFFORCESBYVIRTUALWORKLoadStepNumber:1.SubstepNumbe

9、r:1.Time:0.1000E+01UnitsofForce:(N)ComponentForce-YacmatUEe-0.38054E+00(3) 顯示總磁通密度值(BSUM)GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolutionKIContourNodalSolutionDataItemtobectmtouredFavoritmE翻WodalSolutionDOFSolutionElectricField.ElectricFlw:IlensitjrMagueticFieldIritens1tyMagTLeticFlw:I

10、lensityX-ComponeiLtofmaguetic£lw<densi於ir-Co(riporLerLtofmagTLeticflm:density_d_d|De£ormedshapeorily|AutoC：ilciliatEtlUndisplacedshapekeyScaleFactorAdditionalOptionsOKApplyCancelHelp最后結(jié)果如下：此時(shí)，完成了用ANSYS仿真分析簡單直流致動(dòng)器的全部過程，之后將附上用ansoft仿真同一簡單直流致動(dòng)器的結(jié)果并做簡單比較。4、ansoft仿真分析計(jì)算結(jié)果：FluxLin已.1.1222e-0021.0099e-0028.9771e-0037.El54Ele-0lJ36.7325e-0035.6102e-0lJ34.4S79e-0033.3656e-0032.2433e-0031.1210e-003-1.3444e-006E：T：15、對比結(jié)果分析：通過ANSYS和ansoft對同一模型進(jìn)行電磁場仿真分析，其磁力線分布相同，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,Aut