有限元方法在“电动力学”教学中的应用研究
电动力学中的电场分布模拟
电动力学中的电场分布模拟在电动力学中，电场是一个非常重要的概念，用来描述电荷之间的相互作用。
电场的分布对于理解电磁现象以及解决各种工程问题都具有重要的意义。
为了更好地研究和理解电场分布，科学家们发展了各种电场分布的模拟方法。
本文将介绍几种常见的电场分布模拟方法及其应用。
一、有限元法（Finite Element Method，FEM）有限元法是一种常见的数值计算方法，用于求解偏微分方程和变分问题。
在电场分布模拟中，有限元法可以通过将电场区域划分为有限数量的小元素，然后利用这些小元素的基本信息来近似求解电场分布。
有限元法可以应用于各种复杂的电场问题，并且具有较高的计算精度。
二、有限差分法（Finite Difference Method，FDM）有限差分法是一种基于差分运算的数值计算方法，用于求解偏微分方程。
在电场分布模拟中，有限差分法可以将电场区域划分为离散的网格点，然后利用网格点间的差分运算来逼近求解电场分布。
有限差分法适用于各种简单的电场问题，并且计算速度较快。
三、边界元法（Boundary Element Method，BEM）边界元法是一种基于边界积分方程的数值计算方法，用于求解偏微分方程的边界值问题。
在电场分布模拟中，边界元法可以通过将电场区域划分为有限数量的边界元素，然后利用边界元素上的边界条件来求解电场分布。
边界元法适用于具有无穷远边界条件或者具有局部边界条件的电场问题。
四、有限积分法（Finite Integration Technique，FIT）有限积分法是一种基于积分形式的数值计算方法，用于求解偏微分方程的边界值问题。
在电场分布模拟中，有限积分法可以通过在电场区域中离散采样然后应用积分近似来求解电场分布。
有限积分法可以应用于各种电场问题，并且具有适应性强、计算速度快的特点。
五、快速多极子方法（Fast Multipole Method，FMM）快速多极子方法是一种高效的数值计算方法，用于求解大规模的边界值问题。
[教育]有限元方法与ANSYS应用第8讲动力分析
![[教育]有限元方法与ANSYS应用第8讲动力分析](https://img.taocdn.com/s3/m/35571291d05abe23482fb4daa58da0116d171f70.png)
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
完全法瞬态动力学分析:
•分析与操作步骤: •6.存储当前载荷步的载荷设置 •7.重复步骤3-6定义其他每个载荷步 •8.备份数据库 •9.开始瞬态分析 •10.退出求解器 •11.观察结果
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
•二完、全建法立瞬初态始动条力件学分析:
: • 如果没有进行特意设置， 和 都 被假定为0。初始加速度（ ）一般假定 为0，但可以通过在一个小的时间间隔 内施加合适的加速度载荷来指定非零的 初始加速度。
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
完全法瞬态动力学分析:
•一、建造模型:
•划分合理的网格密度： •·网格密度应当密到足以确定感兴趣的 最高阶振型； •·对应力或应变感兴趣的区域比只考察 位移的区域的网格密度要细一些；
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
缩减法----缺点:
•· 整个瞬态分析过程中时间步长必须保 持恒定，不允许用自动时间步长。 •· 唯一允许的非线性是简单的点—点接 触（间隙条件）。
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有限元法分析的基本理论与方法
★ 有限元案例分析—瞬态动力分析
完全法瞬态动力学分析:
•分析与操作步骤: •1.建造模型 •2.建立初始条件 •3.设置求解控制 •4.设置其他求解选项 •5.施加载荷
基于ANSYS有限元法的接触系统电动力分析
福州 ３ ５ ０ １ ０ ８ ）
要： 继 电器接 触 系统 电动 力主要 由触 头的 Ｈ Ｏ Ｌ Ｍ 力 和导 体 的 洛伦 兹 力组 成 。在 冲击 电流试 验 中， 触 头是 否
因电动 力作 用而斥 开是考核 电能表 用磁 保持 继 电器安全 性 和稳 定 性 的重要 标 准。 首先 通过 有 限元 法 结构 分 析 ，
ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｐ ａ ｔｓ ｒ ｏ ｆ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ． Ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｗｉ ｌ ｌ ｐ ｒ ｏ ｖ ｉ ｄ ｅ ｔ ｈ ｅ ｆ ｏ ｕ ｎ ｄ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ
关键 词 ： 磁 保持 继 电器 ； 电动 力 ； 接 触半 径 ； 有 限元 分析
中 图分类 号 ： Ｔ Ｍ ５ ８ 文 献标识 码 ： Ｂ
Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｏ ｆ Ｃｏ ｎｔ ａ ｃ ｔ Ｓｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳ ＹＳ Ｆｉ ｎｉ ｔ ｅ Ｅｌ ｅ ｍｅ ｎｔ Ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ
计算动静触头的接触半径 ， 再通过耦合场分析计算接触 系统各部件的电流密度分布和磁场分布， 进而求解出电动
力 。对 不 同触 头压 力和不 同短路 电流 下的 电动斥 力进行 了计 算 与分 析 ， 并研 究 了接 触 系统各 部 件 对 电动 力 的影
响， 为接 触 系统 的改进 提供基 础 。
ｔ ｏ ｒ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｌ ａ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｂ ｅ ｃ ｏ ｎ ｉｒ ｆ ｍｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ｉ ｎ ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｕ ｌ ｄ ｎ ｏ ｔ ｂ ｅ ｏ ｐｅ ｎ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐ ｕｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｃ ａ ｕ ｓ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ｕ ｌ ｓ ｅ ｃ ｕ ｒ ｒ ｅ ｎ ｔ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ， ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕｒ ａ ｌ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ａ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｒ ａ ｄ ｉ ｕ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ， ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｎ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｒｅ ｎ ｔ ｄ ｅ ｎｓ ｉ ｔ ｙ ａ ｎ ｄ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｄ ｉ ｓ ｔ ｉｂ ｒ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｐａ ｒ ｔ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｙ ａ ｒ ｅ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｎ ｌｙ ａ ｓ ｉ ｓ ｔ ｏ ｓ ｏ ｌ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ｒ ｅ ｐｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ．Ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ， ｔ ｈ ｅ ｐａ － ｐ ｅ ｒ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｐ ｕ ｌ ｓ ｉ ｏ ｎ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｒ ｔ — ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｃ ｕ ｒｅ ｎｔ ， ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ
电动机的电磁场分析与有限元仿真技术
电动机的电磁场分析与有限元仿真技术电动机是一种将电能转化为机械能的装置，广泛应用于工业生产、交通运输、家用电器等领域。
在电动机的设计与优化过程中，电磁场分析和有限元仿真技术起着重要的作用。
本文将就电动机的电磁场分析和有限元仿真技术展开探讨。
一、电动机的电磁场分析电动机工作的基本原理是由电磁场相互作用产生的力使电动机转动。
因此，电磁场分析是了解电动机性能和优化设计的关键一步。
1. 磁场分布分析电动机中的电磁场主要由磁场和电场组成。
磁场分布分析可以通过磁感应强度或磁场密度进行描述。
通过分析磁场的分布情况，可以了解电动机中磁场的强度和方向，为电动机的设计和优化提供重要依据。
2. 磁场定性分析磁场定性分析是研究磁场的分布规律和特性，包括磁场的形状、大小和方向等。
通过磁场定性分析，可以对电动机的磁场特性进行全面了解，并确定电动机的性能指标。
3. 磁场定量分析磁场定量分析是研究磁场的大小和分布范围等具体数值参数的分析方法。
通过磁场的定量分析，可以对电动机的性能参数进行准确评估，为电动机的设计和选型提供科学依据。
二、有限元仿真技术在电动机设计中的应用有限元仿真技术是一种基于数值计算的方法，可以对电动机的电磁场进行精确模拟和分析。
它通过将电动机划分为许多离散的小元素，利用有限元方法求解电动机的电磁场分布和性能参数。
1. 建模与网格划分在有限元仿真中，首先需要对电动机进行建模，并进行网格划分。
建模是将电动机的几何形状和电性质用数学模型进行描述，网格划分是将模型划分为若干个小单元，用于求解有限元方程。
2. 材料特性指定不同材料的电磁性能不同，对电动机的性能有着重要影响。
在有限元仿真中，需要对电动机各部分所使用的材料进行特性指定，包括磁导率、电导率等参数。
3. 边界条件设置边界条件是指对电动机模型的约束条件和加载条件的定义。
在有限元仿真中，需要设置适当的边界条件，以模拟电动机在实际工作条件下的电磁场分布和性能。
4. 电磁场计算与分析有限元仿真通过求解电动机模型中的电磁场分布方程，得到电磁场的分布情况。
有限元方法在“电动力学”中的应用研究
有限元方法在“电动力学”中的应用研究摘要：电动力学作为一门理论物理的基础课程，是用数学语言来描述作为一门理论物理的基础课程，是用数学语言来描述，求解复杂电磁学问题的技术条件，同时也出现了加有限元方法等有效的计算方法。
文章主要探讨有限元方法在“电动力学”中的应用研究。
关键词：有限元方法；电动力学；应用光量子就是一种“左”和“右”的奇异偏振粒子，由于偏振的对称或不对称，而发生光波在干涉过程中的系统偏振化。
苏联科学家瓦维洛夫设计的许多光学实验，十分有趣地说明了光的偏振是光学过程的基本现象之一。
所有的实验都表明，光是一种粒子现象，而一切单色的运动的微观粒子群都表现为粒子的波的本性。
1 电动力学原理1.1 光量子电子是一个小旋涡体。
光量子是由2个质量相等、自旋相反的电子在小黄道面（E平面）上结合的双粒子。
以化学键结合的电子偶，由于在双电子中间结合带，质点所受向心力被抵消，使质点沿圆切线方向被抛出，在反冲力推动下，光量子会沿曲率半径为无限大的圆“自己运动”，因此，光量子的静止质量等于零。
在处理光量子运动学问题时，可将它比成一个按周期间歇振荡，在时间与空间中补充燃料质量近似等于喷出燃料质量，自己推进的小火箭。
因为光量子是由2个电子在E平面上结合而成的，所以它是偏振的，有E⊥H⊥c。
图1表示电子偶在小黄道面上的物质旋涡运动呈疏密相间的条带分布（类似太阳系中的小行星环缝）。
由于共振效应，双电子只能停留在各物质环缝上结合。
这些环缝是光量子的能级△En。
处于不同分立能级状态下结合的双电子的中心距an不同，其电子的质量亏损也不同。
an愈小的光量子有愈大的能级。
光量子的能级表征了它特有的固有振动频率。
是每个光量子的固有振动频率决定了光的颜色，并与光波波长有密切关系。
自旋电子的场的开放性使单个电子很难单独游离存在，所以，电子团一般都是由偶数个“左”和“右”自旋的单电子在E平面上结合形成的。
而由奇数个单电子组成的总自旋角动量不为零的电子链条通常是不稳定的衰变粒子团。
有限元分析在电机设计中的应用研究与优化
有限元分析在电机设计中的应用研究与优化一、概述有限元分析是目前工程领域中应用最广泛的数值分析方法之一，它在机械、电力、建筑、航空航天等领域得到了广泛的应用。
而电机也是应用有限元分析技术进行设计的常见领域之一。
本文将围绕有限元分析技术在电机设计中的应用研究进行详细讲解，并介绍优化方法，希望能对电机设计工程师提供帮助。
二、有限元分析的基本原理在进行有限元分析前，需要将要研究的结构或器件离散化成许多有限的小单元，这些小单元可以是任意形状。
在有限元法中，我们会考虑每个单元的受力情况，然后利用数值分析方法对其进行求解，以得到整个结构或器件的行为情况。
在电机设计中，我们通常使用三维有限元分析方法。
具体来说，有限元分析可以分为以下步骤：1. 建立几何模型：在有限元分析之前，需要建立三维几何模型，通常使用计算机辅助设计软件（CAD）完成。
2. 离散化：将三维几何模型划分为许多小的有限元，每个有限元都有一系列的节点、单元类型和材料属性。
3. 定义边界条件：确定模型的载荷、边界和约束条件。
4. 求解：使用有限元分析软件进行求解，并生成有关节点变形、应力、应变等的结果。
5. 后处理：通过结果对计算进行验证并提供结构优化方案。
三、电机设计中的有限元分析应用1. 电机磁场分析有限元分析广泛应用于电机设计中的磁场分析。
在电机磁场分析中，有限元分析可以用于计算电机中的磁场分布和磁通量，以及计算电机的电磁力和功率损耗。
通过研究这些参数，我们可以优化电机的设计，以提高其效率和性能。
2. 电机温度分析有限元分析也可以应用于电机的温度分析，这非常重要，因为电机内部的高温会影响电机的性能和寿命。
通过有限元分析，我们可以计算电机内部的温度分布和热流量，并确定散热器、风扇、冷却液等冷却设备的最佳位置，以提高电机的散热性能。
3. 电机振动分析电机在运行时会产生振动，这可能导致机械失效或噪音增加。
有限元分析可以帮助我们计算电机的振动模式及其频率，以及确定振动防护措施。
JMAG有限元仿真在电机学实验教学中的应用
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｐ ｅ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｕ ｍ，Ｑ ｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ５ ８ ０， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
关 键词 ： 电机 学 ；实验教 学 ； 有 限元 仿 真 ；永磁 同步 电机
中图分 类号 ： Ｔ Ｍ ３ ０ １ 文献标 志码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６— ７ １ ６ ７ （ ２ ０ １ ７ ） １ ０— ０ ｌ １ ５— ０ ４
Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｊ ＭＡＧ Ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ Ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｓｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ Ｔ ｅ ａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｒ ｙ
Ｂｙ ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ Ｊ ＭＡＧ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｔ ａ ｋ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ — ｍｏ ｕｎ ｔ ｅ ｄ ｐ ｅ ｒ ｍａ ｎ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｓ ｙ ｎ ｃ ｈｒ ｏ ｎ ｏ ｕｓ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ，ｔ ｈ ｉ ｓ
作 用 。 实践 表 明 ， 基 于 有限元 软件 的仿 真 实验教 学直观 形 象 ， 有利 于学 生深 入理 解 电机运 行机 理 和 电磁 特 性 ， 激发 学 生学 习兴趣 ， 大 大提 高 实验教 学 效果 和 质 量 ， 并
JMAG有限元仿真在电机学实验教学中的应用
JMAG有限元仿真在电机学实验教学中的应用李祥林;马文忠;王玉彬;冯兴田【摘要】The traditional experiment teaching of electric machinery mainly focuses on the motor driving and control,and lacks the experiments designed for machine operating mechanism and electromagnetic characteristics analysis,which is seriously inconsistent with the key content of electric machinery theory.With the development of finite element simulation technology,there is a large development space in the experimental teaching reformation of electric machinery.By using the JMAG software and taking the surface-mounted permanent magnet synchronous machine as an example,this paper illustrates the detailed finite element analysis process for the machine modeling and electromagnetic characteristics calculation,which indicates the important role of finite element simulation technology in experiment teaching of electric machinery.Practices demonstrate that the experiment teaching based on the finite element simulation is intuitive and visual,can help students establish an in-depth understanding of machine operating mechanism and electromagnetic performances.This effectively stimulates the students' learning interests,and greatly improves the experiment teaching quality.Furthermore,this can also enhance the ability of students to use finite element software to analyze and solve practical engineering problems.%传统电机学实验教学主要侧重电机拖动及驱动控制,而忽略了电机本体运行机理和电磁特性分析的相关实验设计,这与电机学理论教学的重点内容不相符合.有限元仿真技术的发展,为高校电机学实验教学改革带来了新的发展空间.基于JMAG软件,以常见的表贴式永磁同步电机为例,给出电机本体仿真建模过程及电磁特性分析的具体实例,阐述了有限元仿真技术在电机学实验教学中的重要作用.实践表明,基于有限元软件的仿真实验教学直观形象,有利于学生深入理解电机运行机理和电磁特性,激发学生学习兴趣,大大提高实验教学效果和质量,并培养了学生利用有限元软件分析和解决实际工程问题的能力.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2017(036)010【总页数】4页(P115-118)【关键词】电机学;实验教学;有限元仿真;永磁同步电机【作者】李祥林;马文忠;王玉彬;冯兴田【作者单位】中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)信息与控制工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TM301随着教学改革的不断深化，电气工程类各学科的教学内容和教学方式都发生了很大变化[1-3]。
基于有限元方法的结构动力学分析
基于有限元方法的结构动力学分析随着现代科技的发展，结构动力学分析成为工程领域中不可或缺的重要环节。
结构动力学分析旨在研究结构在外界荷载作用下的动态响应，以评估其安全性和可靠性。
有限元方法作为一种常用的数值分析方法，在结构动力学分析中具有广泛的应用。
本文将深入探讨基于有限元方法的结构动力学分析的原理和应用。
一、有限元方法简介有限元方法是一种通过将复杂连续体分割成若干有限个简单元素，然后在每个单元上建立适当的数学模型，进而建立总体的数学模型和求解方法的数值分析方法。
有限元方法在数学模型中引入适当的近似，以求解真实问题的近似解。
其基本思想是将连续体离散化成若干个有限个形状简单、性质相同的基本单元，再根据相邻两个基本单元之间的相容条件，将基本单元联系在一起，组成复杂的结构体系。
二、结构动力学分析方法1. 模态分析方法模态分析是结构动力学中常用的分析方法之一。
它通过求解结构的特征值和特征向量，得到结构在固有频率下的振型和振动模态，从而揭示结构动力特性。
模态分析在设计中起到了重要的作用，能够帮助工程师判断结构的固有频率和振型是否满足要求。
2. 静力分析方法静力分析是结构动力学分析的基础，它用于求解结构在静力荷载作用下的应力和位移。
通过静力分析，可以评估结构的强度和稳定性，进而进行设计和优化。
3. 动力响应分析方法动力响应分析是结构动力学分析的核心内容，主要研究结构在外界动力荷载作用下的响应情况。
这种分析方法可以帮助工程师评估结构的动力性能，如位移、加速度和应力等。
三、有限元方法在结构动力学中的应用有限元方法在结构动力学分析中的应用广泛，可以模拟各种结构的动态响应。
例如，有限元方法可以用于分析建筑物在地震作用下的响应，以评估结构的抗震性能。
此外，有限元方法还可以用于模拟机械设备、桥梁和航天器等工程结构在振动荷载下的响应。
在使用有限元方法进行结构动力学分析时，需要注意选择适当的数学模型和边界条件，并合理选择有限元单元的类型和尺寸。
有限元软件在电机教学中的应用
永磁体是否会被 电枢磁场 去磁来说 明软件 的具体应用 。
有 限元 法 是 当今 数 值 计 算 领 域 应 用 最 为 广 泛 、 最 为 成 熟 的 一 种 计 算 方 法 ，其 最 大 的优 点 是 通 用 性 强 、精 度 高 ，可 以 进 行 专 门 问题 的 计 算 ，如 永 磁 电机 的 失 磁 、磁 极 结 构 与 尺 寸
ｈ Ｓ Ｓ有 限元分析 Ｎ￣
Ａ Ｓ Ｓ 析 过 程 包 含 ３个 步 骤 ： ＮＹ 分
１创 建有 限元Βιβλιοθήκη 型 包括 ： 材料 的 Ｂ—Ｈ曲线 和永磁体 的退磁 曲线 。后 处理允许用户显 示磁力线 、磁通 密度 ，并进行 力、力矩 、端 电压和 其他参数
（ ） 创 建 或 读 入 有 限 元模 型 ； １
无 励 磁 损耗 ； 比 同 容 量 的 电励 磁 式 的 发 电 机 效 率 高 ，结 构 简
单 ，运行可靠 ；增大 了气隙磁密，可 以缩 小电机体积，减轻
质 量 ，提 高 功 率 质 量 比 ；在 风 力 发 电、 航 空 航 天和 大 型 汽 轮
生掌握 ，表 现如下：课程包含 众多的 电磁场 、 电流等 概念 ， 很抽象 ；计 算分析过程繁琐复 杂；材料众 多，特性各异 ，具 有非线性和 各向异性的特 点；电流 交变 ，磁 场旋转和脉 振等 知识在讲解的过程中很不形象 、不具体 ，难 以做到动态演示 ， 学生感到很难 接受 。电机 的 电流和 磁场在 电机 中流动和旋
的优化等 。研究对象是外转 子旋转磁极式 电机 ，结构复杂 ，
材 料 用 量 大 ，更 需精 确 计 算 ，采 用有 限 元 方法 计算 较 为适 合 。
是最先通过 Ｉ ００ １ Ｓ ９ ０ 质量认证 的分析设计类 软件 ，可用来分
利用有限元方法进行实时动力系统仿真研究
利用有限元方法进行实时动力系统仿真研究实时动力系统仿真研究利用有限元方法动力系统仿真是研究动力学行为和性能的重要手段，广泛应用于机械、航空航天、能源等领域。
在传统的动力系统仿真中，常采用数值计算方法，但存在计算量大、计算过程长、精度不高等问题。
而利用有限元方法进行实时动力系统仿真研究，则是一种高效、精确的仿真技术。
本文将介绍利用有限元方法进行实时动力系统仿真研究的原理和应用。
一、有限元方法简介有限元方法是一种重要的数值分析方法，用于求解偏微分方程和总体结构的静力学和动力学响应。
它将复杂的连续域问题离散化为较简单的有限个子问题，并利用逐个元素的连续性和平衡性建立全局线性代数方程组。
有限元方法具有模态分析和频域分析的能力，适用于多自由度和大型系统的仿真研究。
二、利用有限元方法进行实时动力系统仿真的原理实时动力系统仿真利用有限元方法的基本原理是将连续域的动力学问题离散化为离散域的动力学问题，并通过迭代计算得到系统的动态响应。
其具体步骤如下：1. 系统建模：将系统分割为多个子区域，并为每个子区域建立有限元模型。
有限元模型包括节点、单元和约束条件等。
2. 边界条件设置：根据实际情况，设置各个子区域的边界条件。
边界条件可包括约束条件、激励条件等。
3. 系统动力学方程建立：根据系统的力学原理和动力学方程，建立系统的运动方程。
通常采用动量平衡方程或功等效原理得到系统的差分方程。
4. 时间积分算法：采用合适的时间积分算法求解差分方程。
常用的时间积分算法有显式欧拉法、隐式欧拉法、四阶龙格-库塔法等。
根据实际问题的要求选择合适的算法。
5. 求解系统的动态响应：通过迭代计算，求解系统的动态响应。
根据系统的边界条件和初始条件，计算系统在各时刻的位移、速度和加速度等。
三、利用有限元方法进行实时动力系统仿真的应用利用有限元方法进行实时动力系统仿真研究具有广泛的应用前景，以下是几个典型的应用案例：1. 结构振动分析：利用有限元方法进行实时动力系统仿真，可以精确地预测结构的自振频率和模态形态，帮助工程师了解结构的固有特性，从而减少结构的振动影响，提高结构的安全性和舒适性。
依托有限元软件的“电机学课程设计”教学实践
依托有限元软件的“电机学课程设计”教学实践依托有限元软件的“电机学课程设计”教学实践电机学作为电气工程专业的重要课程之一，对于培养学生的电气工程设计能力具有重要意义。
传统的电机学教学通常侧重于理论知识的讲解和计算公式的推导，缺乏对实际工程应用的深入理解和实践操作的机会。
而随着科技的发展，有限元软件的出现为电机学教学带来了创新和变革。
有限元软件是一套基于数学方法和计算机模拟的工程技术软件，可以模拟和分析各种复杂电气设备的电磁场、电热场、机械应力等特性。
与传统的电机学实验相比，有限元软件可以更方便、更快速地进行模拟实验，提供更多实际工程问题的解决方案。
在教学实践中，我们将有限元软件引入“电机学课程设计”中，以培养学生的实际应用能力和创新能力为目标，设计了一系列实践性强、操作简便的教学内容。
首先，我们将有限元软件应用于电机磁场分析的实践教学中。
传统的电机学课程通常针对理论计算进行教学，学生对电机磁场的分布和变化情况缺乏直观的理解。
而有限元软件可以帮助学生建立电机模型，并通过模拟实验观察电机磁场的分布情况，进一步理解并验证理论知识。
其次，我们将有限元软件应用于电机电热特性分析的实践教学中。
电机发热问题是电机运行中常见的一个难题，也是电机设计中需要重点考虑的因素之一。
传统的实验教学往往受限于时间和设备条件，无法进行大规模的电机电热实验。
而有限元软件可以通过建立电机热模型，模拟电机运行过程中的温度分布和变化情况，帮助学生了解电机的热特性，并通过调整电机的设计参数，优化电机的热管理问题。
最后，我们将有限元软件引入电机结构分析的实践教学中。
传统的电机学课程通常重视理论计算，而对于电机的机械结构设计和优化缺乏实际操作的机会。
有限元软件可以通过建立电机机械模型，模拟分析电机在实际工况下的受力情况，帮助学生了解电机的结构特性，并通过调整电机的设计参数，优化电机的机械性能问题。
通过有限元软件的实践教学，学生在电机学课程中不仅可以深入理解电机的电磁、电热、机械特性，还可以培养实际问题解决的能力和创新思维。
有限元软件在爪极交流发电机上的分析及应用
有限元软件在爪极交流发电机上的分析及应用有限元软件是目前应用相当广泛的一种分析和处理工具，它能够精确地模拟实际复杂系统，并进行参数优化和优化设计，因此在爪极交流发电机的分析和应用中得到了广泛的应用。
爪极交流发电机是一种直接驱动发电机，其中转子上的爪极（或称为嵌极）通过压缩定子上的电线圈生成电流。
与传统的通用型发电机相比，爪极交流发电机具有更高的效率和更低的损耗，是一种适用于小型和微型发电系统的理想选择。
在爪极交流发电机的设计过程中，有限元软件可用于进行有限元分析，主要包括结构分析和电磁分析两部分。
结构分析的目的在于确定转子和定子的设计参数和尺寸；而电磁分析则用于确定电流的大小和方向、磁通分布的形态等电磁参数。
在有限元分析中，转子被分为若干个小尺寸的有限元单元，每个有限元单元的参数可以通过计算求解得到。
有限元分析通过电磁场分析软件进行电磁特性计算，然后通过磁路分析软件进行磁路参数计算，最终通过数值计算得到整个发电机的电磁、结构特性。
此外，在仿真结果的基础上，可以根据需求进行参数调整和优化设计，从而得到更为优化的爪极交流发电机。
总之，有限元软件在爪极交流发电机上的应用已经得到广泛的认可，它具有高度精度、可靠性和灵活性等优点，成为现代科技领域中不可或缺的一部分。
在未来，有限元软件将继续在绿色能源领域中发挥重要的作用，为人们的生活和社会的发展做出贡献。
除了在爪极交流发电机的设计过程中应用有限元软件，有限元分析也可以用于发电机的运行状态监测和故障诊断。
通过有限元分析，可以得到发电机的机械参数、电磁参数和热力学参数等，从而判断发电机是否正常运行，并能够快速准确地定位故障的位置和原因。
一般来说，故障分析主要分为机械故障和电磁故障。
机械故障包括转子异步、轴承损坏、转子偏心等；电磁故障则包括转子短路、定子短路、绕组开路等。
通过有限元软件进行故障分析，可以提高故障定位的准确性和速度，从而降低故障排除的成本和时间，为工程师提供更加高效、精准的技术支持。
有限元参数化模块在发电机设计中的应用
有限元参数化模块在发电机设计中的应用摘要：在水轮发电机行业中，电磁设计的主要任务是在电磁方案调试过程中对于不同参数进行合理选择，同时关注用户的特殊要求、性能指标(功率、电压、效率)等内容。
机械设计则包含电机的主要结构部件，如上、下机架、定子机座、转子支架、转轴、轴承、辅助件等部件的设计及材料选用等。
如何从电磁和机械两方面综合考虑，优化发电机性能和成本性价比是电机设计工程师的责职所在。
随着科技发展进步，电磁设计拥有了相对成熟的设计软件，而结构件的设计借助于有限元软件进行刚强度分析也势在必行，通过有限元分析使得结构设计的裕量更加合理。
本文介绍了水轮发电机设计中有限元分析的应用，通过有限元参数模块化，让非专业有限元工程师参与机械结构分析成为可能，使专业有限元工程师有更多的时间去完成深层次的机械研究，全面提升企业机械设计手段，运用真机运行经验的积累和反馈，使得水轮发电机的设计工作效率和计算的准确性得以大幅度提升。
因此，在设计工作量日益增加的同时，设计劳动强度却不断降低，这给水轮发电机的成本优化奠定了良好的技术基础。
关键词：发电机；机械设计；有限元参数模块化；简捷高效1 水轮发电机设计现状水轮发电机因为行业的特殊性，为了保证水轮发电机安全可靠，对于发电机的重要参数，如磁密、电密、通风风量等均是在保证绝对安全的设计裕量时，逐步进行优化的。
有经验的电磁设计工程师，能够按照技术协议和相关标准要求，利用现有成熟的电磁设计软件，快速地调试好发电机的电磁方案。
相反，机械结构设计就不是那么轻松，在工程师日常的机械设计工作中，计算验证是产品设计本身必不可少的步骤之一，计算分析工作不可或缺的占用了工程师大量的时间和精力。
随着时代的发展和计算机技术的进步，计算工作从传统的工程师查手册，编制程序或者根据经验比对（我们知道，根据经验比对，具有很大的不可预测的风险或者过于保守、浪费材料），逐步演变到了有限元计算占有了相当的比例，由于有限元计算具有更加形象，更加精细的优势，设计工作如虎添翼，可以更加精确的评估设计风险，优化设计。
永磁电机有限元时步法的研究与应用
中图分类号：单位代号：11903密级： 学号：03720419文SHANGHAI UNIVERSITYMASTER’S Dissertation题目永磁电机有限元时步法的研究与应用作者龚宇学科专业电机与电器导师江建中完成日期 2006.2上海大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合上海大学硕士学位论文质量要求。
答辩委员会签名：主任：委员：导 师：答辩日期：原 创 性 声 明本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。
除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。
参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签 名： 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。
（保密的论文在解密后应遵守此规定）签 名： 导师签名： 日期：上海大学工学硕士学位论文永磁电机有限元时步法的研究与应用姓名：龚宇导师：江建中学科专业：电机与电器上海大学机电工程与自动化学院2006年2月A Dissertation Submitted to Shanghai University for theDegree of Master in Engineering Research and Application of the Finite-Element Time-Stepping Method for Permanent-MagnetMotorM．D．Candidate：Gong YuSupervisor： Jiang JianzhongMajor：Electric Machine & ApparatusMechanical & Automation College, Shanghai UniversityFebruary, 2006摘要随着永磁材料和电力电子技术的不断发展，永磁电机日益得到广泛应用，对它的研究与计算已成为现代电机工程领域的前沿课题。
有限元法在机电工程中的应用
有限元法在机电工程中的应用摘要：有限元法可以进行结构、热、电磁、流体、声学等分析。
有限元法能得到迅速的发展与愈来愈广泛的应用,除高速电子计算机的出现与发展提供了充分有利的条件,还与有限元法所具有的优越性是分不开的。
关键词：有限元法机电工程应用前言有限元法( Finite Element Method, FEM) , 是计算力学中的一种重要的方法, 它是20 世纪50 年代末60 年代初兴起的应用数学、现代力学及计算机科学相互渗透、综合利用的边缘科学。
有限元法最初应用在工程科学技术中, 用于模拟并且解决工程力学、热学、电磁学等物理问题。
对于过去用解析方法无法求解的问题和边界条件及结构形状都不规则的复杂问题, 有限元法则是一种有效的分析方法。
一、有限元法的基本思路有限元法是根据变分原理求解数学物理问题的一种数值计算方法。
有限元法的基本思路就是将弹性体的求解区域分割为有限个单元,通过构造插值位移函数,利用最小位能原理,将总位能求极值建立线性方程组,从而解得单元节点的位移值,进一步求得应力值。
归根到底,有限元法是求解常、偏微分方程的一种方法。
理论上讲,凡能够归纳为求解微分方程的工程问题都可以用有限元法来解决。
有限元法与其它常规力学方法相比,具有许多优越性:1、可以分析形状十分复杂的、非均质的各种实际的工程结构;2、可以在计算中模拟各种复杂的材料结构关系、荷载和条件;3、可以进行结构的动力分析;4、由于前处理和后处理技术的发展,可以进行大量方案的比较分析,并迅速用图形表示计算结果,从而有利于对工程方案进行优化。
二、有限元法的发展现状自从提出有限元概念以来, 有限元理论及其应用得到了迅速发展。
过去不能解决或能解决但求解精度不高的问题, 都得到了新的解决方案。
传统的FEM 假设: 分析域是无限的; 材料是同质的, 甚至在大部分的分析中认为材料是各向同性的; 对边界条件简化处理。
但实际问题往往是分析域有限、材料各向异性或边界条件难以确定等。
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第 ３ ２卷 第 ４期 ２１ ０ ０年 ８月
电 气 电子 教 学 学 报 Ｊ ＯｕＲＮＡＬ ＯＦ ＥＥＥ
Ｖｏ ． ２ Ｎｏ ４ １３ ． Ａｕ ． ０ ０ ｇ ２ １
有 限元 方 法 在 “ 电动 力 学 ＂ 学 中 的应 用 研 究 教
张红 霞 ， 永胜 ， 雪峰 杜 张
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（ 内蒙古科技 大学 数理 与 生物 工 动 力学 ” 理 论 物 理 的一 个 重 要 组 成 部分 ， 研 究 了 电磁 场 的基 本 属 性 、 动 规 律 及宏 观 电磁 场 的 基 础理 论 。本 文 针 对“ 动力 学 ” “ 是 它 运 电
关键 词 ： 电动 力 学 ； 限元 ； 有 ＡＮＳ ＹＳ软件 中 图分 类 号 ： ８ Ｏ４ １ 文献标识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ ０ ８ （ ０ ０ ０ — ０ ８０ １ ０—６ ６ ２ １ ）４０ ６—２
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课 程 概 念 抽 象 、 式 推 导 繁 杂 及 实 际 问题 理 论 求 解 困难 的特 点 ， 过 引 入 “ 动 力学 ” 公 通 电 的有 限 元 数值 计 算 环 节 。 变枯 燥 的理 论 公 式计 算 为 生 动 的 计算 机数 值 求 解 ， 强学 生 解 决 实 际 问题 的 能 力 。 增
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性 、 的运 动规 律 以及 它 和带 电 物质 之 间 的相 互作 它
Ａｂ ｔａ ｔ Ｅｌ ｃ ｒ ｄ ａ ｃ ｓ ａ ｍ ｐ ｒ ａ ｔ ｃ ｍｐｏ ｅ ｆｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌｐｈ ｓ ｃ ．Ｉ ｔ ｉｓ ｔ ａ ｉ ｏ ｅ ｔｅ ｓｒ ｃ ： ｅ ｔ ｏ ｙｎ ｍｉｓ ｉ ｎ ｉ ｏ ｔ ｎ ｏ ｎ ｎｔｏ ｈ ｏ ｅ ｉａ ｙ ｉｓ ｔｓ ｕｄ ｅ ｈｅ ｂ ｓｃ ｐｒ ｐ ｒ ｉｓ
０ 引 言
“ 动 力 学 ” 程 的 研 究 对 象 是 电 磁 场 的 基 本 属 电 课
握 的常用工具 。有 限元模 型 的建 立常用 的方法 有直
接法 、 加权余 数法 和 变分 法 等 。其 中变 分 法 可将 电
场或磁 场 中的储能 选 为 Ｅ标 函数 ， 而该 方法 的物 ｔ 从 理含义 更为 明确 。 本文针对 “ 电动力学” 课程概念抽象 、 公式 推导繁 杂及 实际问题理论求解 困难 的特 点 ， 引入“ 电动力学”