基于ANSYS交流接触器电磁机构的谐波仿真分析

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基于ANSYS电磁继电器触簧系统的随机振动分析

基于ANSYS电磁继电器触簧系统的随机振动分析电磁继电器的触簧系统包括触点及簧片，由电磁系统驱动转换机构实现继电器触点与簧片间的闭合与开断。

在设计过程中，触点压力设计的合理性往往需要通过后期装配完成后试验验证来确定。

因此在设计过程中，应用仿真软件进行仿真与分析研究，先从理论设计上满足设计要求的前提下进行加工，既缩短了继电器的研发周期也节约了加工成本。

标签：电磁继电器触点压力预应力仿真分析PSD1引言电磁继电器做为最常见的继电器之一，其设计方法，设计理念在现阶段已较为成熟。

但是在设计过程中，触点与簧片间的压力是设计者不得不考虑的一个因素之一，其触点压力大小一般都是通过设计者的经验者所得，或者通过国外样品的测量所得，并未形成具体的设计思路与方法。

当触点接触压力太小时，触点与簧片间接触电阻偏大，并在随机振动及冲击条件下容易产生瞬断甚至脱落等现象造成继电器的失效；当触点接触压力太大时，电磁系统的功耗偏大造成发热高，导致漆包线损坏，同时也加重触点与簧片间的磨损，当触点间磨损的量大于设计的超距时，触点与簧片之间将无法再有效可靠地接触造成继电器的失效。

因此触点与簧片间的接触压力大小的设计，是在满足继电器触点间接触电阻的同时也能满足振动冲击等环境条件的要求。

本文通过一种特种电磁继电器的设计，简述随机振动仿真分析在继电器触点与簧片的接触压力设计中的作用。

2 研究对象本文研究的对象为一特种继电器，其内部的核心的组件结构如图所示1所示。

为了便于观察内部结构，对组件的陶瓷部分进行了局部剖。

其转换的工作原理为轭铁底部有一弹簧，在管座内部线圈未施加激励时，由弹簧作用于轭铁向上的力，通过转换结构保证簧片与触点之间可靠接触；同理，当内部线圈施加激励时，电磁吸力大于弹簧的反力，保证簧片与另一触点可靠接触。

1-接线柱、2-陶瓷罩、3-转换结构、4-簧片、5-触点、6-轭铁、7-管座图1 继电器内部组件结构示意图该继电器与触簧系统相关的主要技术指标为：（1）触点形式：SPDT；（2）最大连续电流：10A；（3）接触电阻：≤1.0Ω；（4）机械寿命：100万次；（5）振动：10g，50～500Hz；（6）冲击：10g，11ms，1/2s。

Ansys电机电磁震动和噪声分析流程

Maxwell 分析模型介绍
分析模型为 Prius 电机的二维分析模型。瞬态分析模型的各项设置已经设置好。如需要详细了解如何设置电机的瞬态分析模型，请查看其他相关培训文件。
定子铁心
Phase C Phase B 转子轴 Phase A Phase C
磁钢
Maxwell 模型修改
为了精确分析定子齿部的径向电磁力，并将力密度的分布耦合到后续的谐响应分析中。需要将定子齿部“分割”出来，并施加更细密的网格剖分。
调整仿真时间与步长
双击 Projects 管理窗口上的 Analysis>Setup1 设置仿真停止时间 Stop Time 为10ms 设置时间步长 Time Step 为 50us 点击 OK
激活瞬态电磁场与谐响应分析的耦合分析选项
激活瞬态电磁场与谐响应分析耦合分析选项点击菜单Maxwell2D > Enable Harmonic Force Calculation 在弹出的Enable Harmonic Force Coulping 窗口中， 1. 选中Enable Force Calculation， 2. 在每一个齿尖模型的选择框中，打勾如下图。 3. 点击 OK 。 Maxwell将会在最后一个完整周期，计算每一个选中物体的瞬时电磁力，并通过傅里叶分析，转化成频域的电磁力数据，频率范围是从直流到 DC to 1/(2*dT).
在弹出的 Element Length Based Refinement 窗口中， 1. 将 Name 改成 Length_ToothTips 2. Restrict length of Elements: 3. Maximum Length of Elements: 0.25 mm 4. 点击 OK 改善曲线网格剖分选中所有的物体（ Ctrl + A）点击菜单 Maxwell 2D > Mesh Operations > Assign > Surface

基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用

基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用一、引言接触问题是工程领域中常见的一个重要问题，它在很多实际应用中都具有关键作用。

接触分析能够帮助工程师设计和改进各种产品和结构，从而提高其性能和寿命，减少故障和事故的发生。

ANSYS作为一款强大的工程仿真软件，提供了多种接触分析方法和工具，为工程师们解决接触问题提供了便利。

本文将重点介绍基于ANSYS软件的接触问题分析方法和其在工程中的应用。

二、接触问题的分析方法接触问题的分析方法主要包括两种：解析方法和数值模拟方法。

解析方法基于一系列假设和理论分析，能够给出理论解析解，但局限于简单的几何形状和边界条件。

数值模拟方法通过建立几何模型和边界条件，利用数值计算的方法求解接触过程的力学行为和变形情况，可以适用于复杂的几何形状和边界条件。

ANSYS软件采用的是数值模拟方法，它基于有限元法和多体动力学原理，可以使用接触元素来建立模型，模拟接触过程中的相互作用，得到接触点的应力、应变以及变形信息，从而分析接触的性能和行为。

接下来将介绍ANSYS软件中的接触分析方法和其在工程中的应用。

三、接触分析方法1. 接触元素：ANSYS软件提供了多种接触元素供用户选择，包括面接触元素、体接触元素和线接触元素。

用户可以根据具体的接触问题选择合适的接触元素，建立几何模型来模拟接触行为。

2. 接触定义：在ANSYS软件中，用户可以通过定义接触性质、接触参数和接触约束来描述接触问题。

接触性质包括摩擦系数、接触行为模型等；接触参数包括接触初始状态、接触刚度等；接触约束包括接触面间的约束条件等。

3. 接触分析：通过在ANSYS软件中建立模型，定义接触参数和加载条件，进行接触分析，得到接触点的应力、应变和变形信息。

可以通过分析结果来评估接触性能，发现可能存在的问题，并进行改进和优化。

四、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程领域：在机械工程中，接触问题广泛存在于各种设备和结构中，如轴承、齿轮、支撑结构等。

ANSYS电磁场分析指南第七章3-D谐波磁场分析棱边单元法19页word文档

第七章３-Ｄ谐波磁场分析（棱边单元方法）7.1 用棱边元方法进行谐波分析3-D谐波磁场分析（棱边元方法）与静态分析的特点基本相同，但前者只支持线性材料特性分析。

电阻和相对磁导率可以是正交各向异性，也可以与温度相关。

谐波分析仍使用SOLID117单元。

详见《ANSYS单元手册》和《ANSYS理论手册》。

7.1.1 物理模型区域的设置和特性ANSYS程序提供了几个选择用于处理3-D磁场分析中的不同的终端条件，以下图示导体的不同的终端条件：7.1.2 速度效应在交流（AC）激励下，运动导体的某些特殊情况是可以求解电磁场的。

速度效应在静态、谐波和瞬态分析中都有效。

第2章“二维静态磁场分析”中讨论了运动导体分析的应用情况和限制条件。

对于3D问题，设置单元KEYOPT选项和实常数的过程相似于2D谐波分析。

在谐波分析中，所加速度为常数，不作正弦变化（线圈或场激励为正弦变化），且垂直于运动方向的运动体截面应保持常数。

通过设置单元的KEYOPT（2）=1来激活速度效应，带运动导体的3D谐波分析同样需要运动导体区域具有时间积分电势自由度（VOLT），这通过设置单元的KEYOPT（1）=1（AZ和VOLT自由度）来实现。

运动导体分析中能设置的实常数如下表所示：可用谐波分析来仿真静场激励下的运动导体，为了表示静场，需将谐波的频率设置得很低，通常，谐波频率小于0.0001HZ就能产生准静态解，准静态解的结果是存放在实部里的。

如果使用波前法求解，谐波的频率可以低到10-8HZ，而对于迭代解法，过低的频率会导致求解不收敛。

7.2 3-D谐波磁场分析（棱边元方法）的步骤1.在GUI菜单过滤中选定Magnetic-Edge项2.定义任务名和题目命令：/FILNAME和/TITLEGUI:Utility Menu>File>Change JobnameUtility Menu>File>Change Title3.进入ANSYS前处理器命令：/PREP7GUI:Main Menu>Preprocessor4.选择SOLID117单元命令：ET,,solid117GUI: Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete5.选择SOLID117单元选项对导电区用AZ-VOLT自由度，对不导电区用AZ自由度．命令：KEYOPTGUI:Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete6.定义材料特性对涡流区必须说明电阻值RSVX，其它详见“二维静态磁场分析”一章7.建立模型对建立几何模型和划分网格的描述，详见“ANSYS建模与分网指南”8.赋予特性命令：VATTGUI: Main menu>Preprocessor>-Attributes-Define9.划分网格（用Mapped网格）命令：VMESHGUI:Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Volumes-Mapped 10.进入求解器命令：/SOLUGUI:Main Menu>Solution11.给模型边界加磁力线平行和磁力线垂直边界条件命令：DAGUI:Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary用AZ=0来模拟磁力线平行边界条件，磁力线垂直边界条件自然发生，无需说明。

ansys谐波响应分析程序

谐响应分析步骤full（完全法）允许定义各种类型的荷载；预应力选项不可用；reduced（缩减法）可以考虑预应力；只能施加单元荷载（压力，温度等）mode superpos'n(模态叠加法)通过对模态分析的道德振型（特征向量）乘以因子并求和来计算出结果的响应，可以包含预应力，可以考虑振型阻尼，不能施加非零位移1 Full法步骤第1步：载入模型Plot>V olumes第2步：指定分析标题并设置分析范畴1 设置标题等Utility Menu>File>Change TitleUtility Menu>File> Change JobnameUtility Menu>File>Change Directory2 选取菜单途径Main Menu>Preference ,单击Structure,单击OK第3步：定义单元类型Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete,出现Element Types对话框, 单击Add出现Library of Element Types 对话框,选择Structural Solid,再右滚动栏选择Brick 20node 95,然后单击OK，单击Element Types对话框中的Close按钮就完成这项设置了。

第4步：指定材料性能选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Material Props>MaterialModels。

出现Define Material Model Behavior对话框,在右侧Structural>Linear>Elastic>Isotropic,指定材料的弹性模量和泊松系数，Structural>Density指定材料的密度，完成后退出即可。

第5步：划分网格选取菜单途径Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool,出现MeshTool对话框，一般采用只能划分网格，点击SmartSize,下面可选择网格的相对大小（太小的计算比较复杂，不一定能产生好的效果，一般做两三组进行比较），保留其他选项，单击Mesh出现Mesh V olumes对话框，其他保持不变单击Pick All，完成网格划分。

ANSYS电磁场分析指南第九章3D静态、谐波和瞬态分析节点法

ANSYS电磁场分析指南第九章3D静态、谐波和瞬态分析节点法第九章3-D静态、谐波和瞬态分析（节点法）9.1节点法（MPV）进⾏3D静态磁场分析3-D节点法磁场分析的具体步骤与2-D静态分析类似，选择GUI参数路径Main Menu>Preferences> Magnetic-Nodal，便于使⽤相应的单元和加载。

与2-D静态分析同样的⽅式定义物理环境，但要注意下⾯讨论的存在区别的地⽅。

9.1.1 选择单元类型和定义实常数对于节点法3 –D静磁分析，可选的单元为3D ⽮量位SOLID97单元，与2D单元不同。

⾃由度为：AX,AY,AZ。

3D⽮量位⽅程中，⽤INFIN111远场单元（AX、AY、AZ三个⾃由度）来为⽆限边界建模。

对于载压和载流绞线圈（只有SOLID97单元），必须定义如下实常数：速度效应可求解运动物体在特定情况下的电磁场，2-D静磁分析讨论了运动体的应⽤和限制，在3-D中，只有SOLID97单元类型能通过设置单元KEYOPT选项来考虑速度效应。

9.1.2 定义分析类型⽤与2D静态磁场分析相同的⽅式定义3D静态磁场分析，即，可以通过菜单路径Main Menu>Solution>New Analysis、或者⽤命令ANTYPE,STATIC,NEW来定义⼀个新的静态磁场分析；或者⽤ANTYPE,STATIC,REST 命令来重启动⼀个3-D分析。

如果使⽤了速度效应，不能在3D静态分析(ANTYPE,STATIC)中直接求解具有速度效应的静态直流激励场，⽽要⽤具有很低频率的时谐分析(ANTYPE,HARMIC)来完成。

9.1.3 选择⽅程求解器命令：EQSLVGUI：Main Menu>Solution>Analysis Options3D模型建议使⽤JCG或PCG法进⾏求解。

⽽对于载压模型、载流模型、或有速度效应的具有⾮对称矩阵的模型，只能使⽤波前法、JCG法、或ICCG法求解。

基于ansys的过盈配合接触应力分析

基于ansys的过盈配合接触应力分析摘要介绍了基于ansys的接触分析步骤，并通过ansys软件，将对一个盘轴紧配合结构进行接触分析，来说明接触分析的有限元计算方法。

关键词ansys 过盈配合接触分析引言在工程结构中，经常会遇到大量的接触问题。

火车车轮与钢轨之间，齿轮的啮合是典型的接触问题。

接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。

接触问题存在两个较大的难点：其一，在你求解问题之前，你不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件和其它因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供你挑选，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。

本文以ansys软件为工具，以某转子中轴和盘的连接为例，分析轴和盘的过盈配合的接触应力。

1.面面接触分析的步骤：在涉及到两个边界的接触问题中，很自然把一个边界作为“目标”面而把另一个作为“接触”面，对刚体—柔体的接触，“目标”面总是刚性的，“接触”面总是柔性面，这种两个面合起来叫作“接触对”。

使用Targe169和Conta171或Conta172来定义2D接触对，使用Targe170和Conta173或Conta174来定义3D接触对，程序通过相同的实常数号来识别“接触对”。

在接触问题中，两个相互接触的物体必须满足边界不穿透的约束条件，施加边界不穿透约束的方法主要有罚函数算法和扩增的拉格朗日算法。

罚函数算法是在总势能泛函中加入惩罚项，来近似满足接触约束条件。

从物理意义上讲，罚函数法相当于在接触边界上加入线弹簧以防止接触面之间的相互渗透，而罚函数因子相当于弹簧的刚度系数。

罚函数法的优点在于不增加系统未知数总数，可保持刚度矩阵的对称性，提高了求解效率，但罚函数因子的取值对计算结果的精度影响很大，必须根据渗透情况对其进行多次调整。

扩增的拉格朗日算法是为了找到精确的拉格朗日乘子而对罚函数修正项进行反复迭代，与罚函数的方法相比，拉格朗日方法不易引起病态条件，对接触刚度的灵敏度较小，然而，在有些分析中，扩增的拉格朗日方法可能需要更多的迭代，特别是在变形后网格变得太扭曲时。

基于ANSYS Workbench平台的电机电磁噪声仿真分析

基于ANSYS Workbench平台的电机电磁噪声仿真分析电动机与发电机等电力设备的噪声起因很多，有电磁振动噪声、机械噪声及流致噪声等等，本文通过ANSYS公司的官方案例为操作背景，详细介绍如何将作用在定子上的瞬态电磁力作为结构谐响应分析的载荷计算振动噪声。

1.电磁模型建立与分析如图1所示为一个电机模型，电机的额定输出功率为550W，额定电压为220V，极对数为4，定子齿数为24个，转子的转速为1500rpm，求电磁振动产生的噪声大小。

本算例使用的模块如下：RMxprt模块：建立电机类型；Maxwell模块：2D瞬态电磁场计算；Structural模块：3D谐响应分析计算；Acoustics ACT模块：噪声计算注：Acoustics ACT模块需要单独安装，请用户到官方网站上自行下载。

图1电机模型电机的电路模型如图2所示。

图2电机电路模型1）启动Workbench。

在Windows XP下单击“开始”→“所有程序”→ANSYS15→Workbench 15命令，即可进入Workbench主界面。

2）保存工程文档。

进入Workbench后，单击工具栏中的按钮，将文件保存为“zhendongzaosheng.wbpj”，单击Getting Started窗口右上角的（关闭）按钮将其关闭。

3）双击Toolbox→Analysis System→RMxprt模块建立项目A，如图3所示。

4）双击项目A中的A1栏进如RMxprt电机设置平台，如图4所示。

图3RMxprt模块图4RMxprt平台5）依次选择菜单RMxprt→Machine Type，在弹出的电机类型选择对话框中单击Generic Rotating Machine选项，单击OK按钮，如图5所示。

6）单击Project Manager→RMxprt→Machine选项，在下面出现属性设置对话框中作如下设置：在Source Type栏中选择AC选项；在Structure栏中选择Inner Rotor选项；在Stator Type栏中选择SLOT_AC选项；在Rotor Type栏中选择PM_INTERIOR选项，如图6所示。

《2024年基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》范文

《基于ANSYS软件的接触问题分析及在工程中的应用》篇一一、引言随着现代工程技术的快速发展，接触问题在各种工程领域中扮演着越来越重要的角色。

ANSYS软件作为一种强大的工程仿真工具，被广泛应用于解决各种复杂的工程问题，包括接触问题。

本文将详细介绍基于ANSYS软件的接触问题分析，并探讨其在工程中的应用。

二、ANSYS软件接触问题分析1. 接触问题基本理论接触问题是一种高度非线性问题，涉及到两个或多个物体在力、热、电等作用下的相互作用。

在ANSYS软件中，接触问题主要通过定义接触对、设置接触面属性、设定接触压力等参数进行模拟。

2. ANSYS软件中接触问题的分析步骤（1）建立模型：根据实际问题，建立相应的几何模型和有限元模型。

（2）定义接触对：在ANSYS软件中，需要定义主从面以及相应的接触类型（如面-面接触、点-面接触等）。

（3）设置接触面属性：根据实际情况，设置接触面的摩擦系数、粘性等属性。

（4）设定载荷和约束：根据实际情况，设定载荷和约束条件。

（5）求解分析：进行求解分析，得到接触问题的解。

3. 接触问题分析的难点与挑战接触问题分析的难点主要在于高度的非线性和不确定性。

此外，还需要考虑多种因素，如接触面的摩擦、粘性、温度等。

这些因素使得接触问题分析变得复杂且具有挑战性。

三、ANSYS软件在工程中的应用1. 机械工程中的应用在机械工程中，ANSYS软件被广泛应用于解决各种接触问题。

例如，在齿轮传动、轴承、连接件等部件的设计和优化中，ANSYS软件可以模拟出部件之间的接触力和应力分布，为设计和优化提供有力支持。

2. 土木工程中的应用在土木工程中，ANSYS软件可以用于模拟土与结构之间的接触问题。

例如，在桥梁、大坝、建筑等结构的分析和设计中，ANSYS软件可以模拟出结构与土之间的相互作用力，为结构的设计和稳定性分析提供依据。

3. 汽车工程中的应用在汽车工程中，ANSYS软件被广泛应用于模拟汽车零部件之间的接触问题。

基于ANSYS经典界面的接触分析例子

基于ANSYS经典界面的接触分析例子1．问题描述一个钢销插在一个钢块中的光滑销孔中。

已知钢销的半径是0.5 units, 长是2.5 units，而钢块的宽是4 Units, 长4 Units,高为1 Units,方块中的销孔半径为0.49 units,是一个通孔。

钢块与钢销的弹性模量均为36e6，泊松比为0.3.由于钢销的直径比销孔的直径要大，所以它们之间是过盈配合。

现在要对该问题进行两个载荷步的仿真。

（1）要得到过盈配合的应力。

（2）要求当把钢销从方块中拔出时，应力，接触压力及约束力。

2．问题分析由于该问题关于两个坐标面对称，因此只需要取出四分之一进行分析即可。

进行该分析，需要两个载荷步：第一个载荷步，过盈配合。

求解没有附加位移约束的问题，钢销由于它的几何尺寸被销孔所约束，由于有过盈配合，因而产生了应力。

第二个载荷步，拔出分析。

往外拉动钢销1.7 units，对于耦合节点上使用位移条件。

打开自动时间步长以保证求解收敛。

在后处理中每10个载荷子步读一个结果。

本篇先谈第一个载荷步的计算。

下篇再谈第二个载荷步的计算。

3．读入几何体首先打开ANSYS APDL14.5.然后读入已经做好的几何体。

从【工具菜单】-->【File】-->【Read Input From】打开导入文件对话框找到ANSYS自带的文件\Program Files\Ansys Inc\V145\ANSYS\data\models\block.inp【OK】后四分之一几何模型被导入。

4．定义单元类型只定义实体单元的类型SOLID185。

至于接触单元，将在下面使用接触向导来定义。

5．定义材料属性只有线弹性材料属性：弹性模量36E6和泊松比0.36．划分网格打开MESH TOOL,先设定关键地方的网格划分份数然后在MESH TOOL中设定对两个体均进行扫略划分按下【Sweep】按钮，在主窗口中选择两个体，进行网格划分。

则结果如下然后创建接触单元。

基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程

基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程1前言电机NVH是指电机在运行过程中对外表现出的噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness），其主要包括三个来源，即电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声，在这三类噪声中，电磁噪声的频率相对来说处于高频段，尤其是与驱动器开关频率相关的电磁噪声的频率刚好处于人耳最敏感的噪声频率区间，其幅值基本上决定了电机NVH的整体指标，同时相较于其他两类噪声，电磁噪声更容易通过电机电磁和机械结构的优化设计进行有效的抑制，因此电机电磁振动噪声是我们重点关注的对象。

由于电机NVH问题的相关理论复杂，同时涉及电磁/结构/声学多学科，是典型的多物理场耦合问题，其仿真分析具有一定难度。

在ANSYS2019中，利用Maxwell2D/3D快速仿真电机在多转速下定、转子表面的频域电磁力并无缝链接到Workbench平台HarmonicResponse模块进行多转速谐响应分析，得到电机的ERP Level Waterfall图，用于分析电机在各转速下的谐振情况；同时多转速谐响应分析结果也可传递到Harmonic Acoustics模块进行Sound Power Level Waterfall的分析，用于进一步对电机噪声水平进行评估。

另外，借助于多目标优化模块可对包括电机NVH在内的各项性能指标进行参数化寻优，快速实现产品迭代创新。

本文以典型的8极48槽内置式永磁电机为例，详细介绍在ANSYS平台下电机NVH 仿真分析的流程，希望对各位工程师有所帮助。

2Maxwell电机参数化模型的建立本文虚构了一台典型的IPM电机方案，采用8极48槽，V字型磁钢，单层整距绕组，转子轴向分4段V型斜极，其他参数见表1。

表1电机参数极数8转子外径148.6mm槽数48转子内径80mm磁极类型V转子分段数4定子外径230mm绕组形式单层定子内径150mm跨距6铁心叠长100mm线圈匝数8Maxwell软件具有多种参数化建模方法，我们推荐采用软件内置UDP(User Defined Primitives)或自定义UDP的方式来建模，Maxwell内置了大量UDP模型，涵盖了各种常规电机的定、转子、绕组、机壳的模型，调用方法为Draw>User Defined Primitive>RMxprt，UDP模型中的所有几何尺寸皆可用变量进行定义以实现参数化。

交流接触器电磁机构动态仿真分析

交流接触器电磁机构动态仿真分析∙作者:admin∙来源:∙时间:2008-08-14∙阅读:17摘要：本文介绍了一种智能小型直流电磁继电器测试系统的软硬件设计。

系统能根据继电器型号自动构建测试电路或控制合适的线性受控电源，只用单插座就能完成多规格继电器参数的自动测试;继电器动作时间性能参数的测试采用软件定时器为主、硬件电路为辅的方法。

关键词：直流电磁继电器;单插座;定时器;自动测试0 引言继电器是一种高精密的电子元器件，它广泛应用于工业制造和国防科技。

但由于生产工艺、材料等原因造成了其质量的不稳定性。

因此，有必要对其进行测试，以决定其优劣。

从测试精度来说，动作时间需要精确到ms或μs，触点电阻精确到mΩ，此外，有些继电器由多个线圈或触点组组成，如JHX-3F系列继电器。

目前，常用的手工测试方法效率低、误差大，且测试参数少，而对于高精密继电器的测试只能依赖基于微机的测试系统。

本文将讨论基于JHX-3F系列继电器的测试系统的软硬件设计思路，并重点分析单插座对多规格继电器的自动测试、动作时间μs级测试和小电压或大电流型线圈的继电器测试。

1 继电器测试系统的构成继电器测试系统的构成如图1。

数据采集卡选择基于PCI总线的AC6115。

系统由PC和测试仪两部分组成，它们之间通过AC6115传递A/D、D/A和I/O信号。

系统软件平台为Windows XP/2000，软件开发环境Delphi 6.0，数据库SQL Server 2000。

主要测试指标及精度要求：1）电压精度#lt;=0.01V;2）电流精度#lt;=0.01A;3）动作时间精度#lt;=1ms;4）触点电阻精度#lt;=1mΩ。

2 继电器测试系统的硬件设计2.1 JHX-3F小型直流电磁继电器种类JHX-3F包括A、B、C和D四个大类。

线圈类型可以是电压型或电流型或电压电流混合型，其中A大类为单线圈16个品种;B大类为双线圈240个品种;C大类为双线圈182个品种;D大类为单线圈16个品种。

ANSYS-谐响应分析解析

17
谐响应分析-步骤
选择分析类型和选项（接上页）
阻尼
► 从-阻尼、-阻尼和阻尼率中选典取型命令:
ALPHAD,…
► 阻尼率最常用
BETAD,…
DMPRAT,...
18
谐响应分析-步骤
施加谐波载荷并求解
建模
Hale Waihona Puke 选择分析类型和选项典型命令:
施加谐波载荷并求解
► 所有施加的载荷以规定的频率（或频率范围）简谐地变化
▪ HRCPLX, LOADSTEP, SUBSTEP, PHASE, ...
▪ 例如： HRCPLX,2,4,85.7
► 绘制变形图，应力等值线图和其它期望的结果。
典型命令:
HRCPLX,… PLDISP,2 PLNSOL,… FINISH
34
谐响应分析步骤
建立模型选择分析类型和选项施加谐波载荷和求解观看结果
6
谐响应分析-术语和概念
运动方程
►通用运动方程：
M u Cu K u F
►[F]矩uF阵和uFmm{axauexei}i矩eei阵wiwt t是(简(uF1谐1的iiu，F22频)e)ie率wiwt t为 w:
(w 2M iwC K )(u1 iu2) (F1 iF2)
7
谐响应分析-术语和概念
► 例如，在0-50频率范围内有10
HARFRQ,… NSUBST,… KBC,1
个子步时将给出在5，10，
15...45和50Hz等频率上的解；
而同一频率范围只有一个子步
时，则只给出50Hz频率上的解。
24
谐响应分析-步骤
施加谐波载荷并求解（接上页）
阶梯载荷对线性变化载荷： ► 采用若干子步，可以逐渐地施加载荷（线性变化载

基于ANSYS软件的智能交流接触器电磁系统设计

（ｏｅｅｏＥｅｔｃｌｎｉｅｒｇ＆ＡｔｍｔｎＦｚｏｎｖｒｔ，ｕｈｕ３００，ＣｉａＣｌｇｆｌｃｉａＥｇｎｅｉｌｒｎｕｏａｏ，ｕｈｕＵｉｓｙＦｚｏ５０２ｈｎ）ｉｅｉ
Ａｂｓｒｃｔａｔ：ＩｔｌｉｅｔＡＣｃｎａｃｏｓａｎｅｓｙｅｃｎｒｌｉｇｅｅｔｃｌａｐａａｕｓＴｈｎｅｒｌｄｅｉｎｆｒｔｅｎｅｌｇｎｏｔｔｒｉｗ—ｔｌｏｔｏｌｎｌｃｒａｐｒｔ．ｉｅｉｔｇａｓｇｏｈｃｎａｔｒｉｅｙｉｐｒａｔｗａｏｉｒｖｈｅｏｍａｃｎｅｆｔｅｃｎａｔｒＢａｅｎｔｅＡＮＳａａｏｔｃｏｓａｖｒｍｏｔｎｙｔｍｐｏｅｔｅｐｒｒｎｅｉｄｘｏｈｏｔｃｏ．ｆｓｄｏｈＹＳｐｒｍｅ—
ＫｅｒｓｎｅｌｅｔＡＣｏｔｃｏ；ｅｅｔｏｇｅｃｓｓｅ；ｙａｃｃａａｔｒｙｗｏｄ：ｉｔｌｇｎｉｃｎａｔｒｌ；ＡＮＳｉＹＳ；ｖｓｍｌａｉｎｉａｉｔＴｏ
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ansys全谐波求解方法

ansys全谐波求解方法ANSYS 全谐波求解方法ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它可以用来模拟和分析各种结构和系统的物理行为。

其中的全谐波求解方法广泛应用于电磁场、声学、结构力学等领域，能够帮助工程师和科学家更好地理解和优化系统的性能。

本文将一步一步地介绍ANSYS全谐波求解方法的原理和应用。

第一步：建立模型在进行全谐波求解之前，首先需要建立符合实际系统的模型。

这可以通过ANSYS软件的建模工具来完成，如Mechanical APDL（ANSYS Parametric Design Language）或Workbench。

根据具体的应用领域选择并建立适当的模型，确保模型能够准确描述系统的几何形状和材料属性。

第二步：定义物理特性在模型建立完成后，需要定义物理特性，包括材料属性、边界条件和激励条件等。

对于电磁场问题，需要定义介电常数、磁导率和电导率等材料属性；对于声学问题，需要定义材料的声速和密度等特性。

同时，还需设置适当的边界条件和激励条件，确保模型的准确性和可靠性。

第三步：选择求解器在进行全谐波求解之前，需要选择合适的求解器。

ANSYS中提供了多种求解器，如Transient Solvers（随时间变化的求解器）和全谐波求解器。

全谐波求解器可以用于求解周期性激励下的响应，对于周期性变化的问题具有较好的适用性。

第四步：设置全谐波求解参数在进行全谐波求解之前，还需要设置合适的求解参数。

这些参数包括谐波次数、频率范围和采样点数等。

谐波次数指的是需要计算的谐波分量的次数，频率范围指的是需要计算的谐波分量的频率范围，采样点数指的是在频率范围内选取的离散频率点数。

选择适当的参数可以在保证计算精度的前提下降低计算复杂度和计算时间。

第五步：运行全谐波求解设置好求解参数后，可以运行全谐波求解。

ANSYS会根据设置的参数计算系统的全谐波响应，并将结果保存在相应的文件中。

在求解过程中，ANSYS会将输入信号展开为一系列谐波分量，并计算每个谐波分量的响应。

ANSYS中的接触分析教程

一般的接触分类 (2)ANSYS接触能力 (2)点─点接触单元 2点─面接触单元 2面─面的接触单元 3执行接触分析 (3)面─面的接触分析 4接触分析的步骤： 4步骤1：建立模型，并划分网格 (4)步骤2：识别接触对 (4)步骤2：指定接触面和目标面 4步骤4：定义刚性目标面 (5)步骤5：定义柔性体的接触面 (8)步骤6：设置实常数和单元关键字 (9)步骤7：控制刚体目标的运动 (19)步骤8：给变形体单元加必要的边界条件 (20)步骤9：定义求解和载荷步选项20第十步：检查结果 (21)点─面接触分析 (23)点─面接触分析的步骤 (24)点－点的接触 (32)接触分析实例（GUI方法） (34)非线性静态实例分析（命令流方式） (37)接触分析接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行实为有效的计算，理解问题的特性和建立合理的模型是很重要的。

一般的接触分类接触问题分为两种基本类型：刚体─柔体的接触，半柔体─柔体的接触，在刚体─柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当作刚体，（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度），一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体─柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触，另一类，柔体─柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。

ANSYS接触能力ANSYS支持三种接触方式：点─点，点─面，平面─面，每种接触方式使用的接触单元适用于某类问题。

为了给接触问题建模，首先必须认识到模型中的哪些部分可能会相互接触，如果相互作用的其中之一是一点，模型的对立应组元是一个结点。

ANSYS电磁场分析指南第三章2-D谐波AC磁场分析-43页word资料

第三章２-Ｄ谐波（ＡＣ）磁场分析3.1 什么是谐波磁场分析谐波效应来自于电磁设备和运动导体中的交流电(AC)和外加谐波电磁场，这些效应主要包括：·涡流·集肤效应·涡流致使的能量损耗·力和力矩·阻抗和电感谐波分析的典型应用为：变压器、感应电机、涡流制动系统和大多数AC设备。

谐波分析中中不允许存在永磁体。

忽略磁滞效应。

3.2 线性与非线性谐波分析对于低饱和状态，进行线性的时间-谐波分析时，可假设导磁率为常数。

对于中高饱和条件，应考虑进行非线性的时间-谐波分析或时间-瞬态求解（第4章）。

对于交流稳态激励的设备，在中等到高饱和状态，分析人员最感兴趣的要获得总的电磁力、力矩和功率损失，很少涉及实际磁通密度具体波形。

在这种情况下，可进行非线性时间-谐波分析，这种分析能计算出具有很好精度的“时间平均”力矩和功率损失，又比进行瞬态-时间分析所需的计算量小得多。

非线性时间-谐波分析的基本原则是由用户假定或基于能量等值方法的有效B-H曲线来替代直流B-H曲线。

利用这种有效B-H曲线，一个非线性瞬态问题能有效地简化为一个非线性时间-谐波问题。

在这种非线性分析中，除了要进行非线性求解计算外，其它都与线性谐波分析类似。

应该强调，在给定正弦电源时，非线性瞬态分析中的磁通密度B是非正弦波形。

而在非线性谐波分析中，B被假定为是正弦变化的。

因此，它不是真实波形，只是一个真实磁通密度波形的时间基谐波近似值。

时间平均总力、力矩和损失是由近似的磁场基谐波来确定，逼近于真实值。

3.3 二维谐波磁场分析中要用到的单元在涡流区域，谐波模型只能用矢量位方程描述，固只能用下列单元类型来模拟涡流区。

详细情况参见《ANSYS单元手册》，该手册以单元号为序排列。

《ANSYS理论参考手册》也有进一步的讲述。

表1. 2-D实体单元表 2. 远场单元表 3. 通用电路单元3.4 创建2-D谐波磁场的物理环境正如ANSYS其他分析类型一样，对于谐波磁分析，要建立物理环境、建模、给模型区赋予属性、划分网格、加边界条件和载荷、求解、然后观察结果。

基于ANSYS的接触模态分析技术

模态分析定义：模态分析用于确定设计结构的振动特性（固有频率和振型），他们是承受动载荷的结构设计中的重要参数。

同时，也是瞬态分析、谐响应分析，谱分析的的起点。

模态分析是一种线形分析，任何非线性均被忽略，可以进行有预应力的模态分析。

模态提取方法：1.block lanczos（分块兰索斯法）适用于大型对称特征值求解问题2.subspace（子空间法）适用于大型对称特征值求解问题3.powerdynamics法，用于大模型。

4.reduced（缩减法）速度快，精度低等等......模态分析的基本步骤1.建模2.加载及求解3.扩展模态4.结果后处理（1）模型的建立只有线性行为是有效的；必须指定ex和dens，非线性行为被忽略。

（2）加载及求解1.指定分析类型为模态分析。

restar是无效的，若施加不同的边界条件，须重做分析。

mode extraction method（模态提取方法）no.of modes to extract（模态提取阶数）该项对除缩减法以外的方法都是必须的。

no.of modes to expend（模态扩展数）次项只在采用缩减法，非对称法，阻尼法时要求设置。

若要得到单元求解结果，则无论采用何种模态提取方法都需要打开“calculate elem results”项。

use lumped mass approx？（质量矩阵形成方式），一般采用默认，有梁或壳单元，采用集中质量矩阵会有很好的结果。

incl prestress effect？（预应力影响计算）2.定义主自由度当采用缩减法，提取模态时，要定义主自由度mdof，mdof选取的规则是：选取至少是感兴趣的模态阶数的倍数个mdof（个人认为相当于pkpm中的振型个数）。

3.模型上加载在典型的模态分析中唯一有效的荷载是零位移约束，其他的荷载形式将被忽略。

4.指定荷载步选项唯一可用的荷载步选项，为阻尼选项。

阻尼只在用damped法提取模态时有效。

基于ANSYS软件的智能交流接触器电磁系统设计

基于ANSYS软件的智能交流接触器电磁系统设计
孙园;许志红
【期刊名称】《低压电器》
【年(卷),期】2006(000)011
【摘要】智能交流接触器是一种新型控制电器,对接触器进行整体设计是提高接触器性能指标的重要手段.以有限元软件ANSYS的参数化设计语言为基础,结合C语言对智能交流接触器的电磁系统进行动态计算,结合VB语言设计具有可视化人机交互界面的程序,经过实验参数验证,该方法结果准确,为智能交流接触器的优化设计奠定基础.
【总页数】6页(P3-8)
【作者】孙园;许志红
【作者单位】福州大学,电气工程与自动化学院,福建,福州,350002;福州大学,电气工程与自动化学院,福建,福州,350002
【正文语种】中文
【中图分类】TM5
【相关文献】
1.运用价值工程改进交流接触器电磁系统设计 [J], 吴肇基
2.基于ANSYS的智能交流接触器触头系统设计 [J], 王命梅;许志红
3.考虑电磁续流的智能交流接触器耦合动力学仿真与试验研究 [J], 郭良;梁步猛;章上聪;舒亮;吴自然;;;;;;
4.具有可控电磁反力的异步组合式智能交流接触器的实现及动态测试 [J], 吕伯钦;
陈德为
5.智能交流接触器电磁系统结构设计与优化 [J], 苏秀苹;田海波;穆思叶
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