ANSYSMaxwell瞬态分析案例解析
ANSYS瞬态分析实例
ANSYS瞬态分析实例ANSYS（ANalysis SYStem）是一种流行的工程模拟软件，广泛应用于各个领域，包括结构力学、流体力学、热传导和电磁场分析等方面。
在ANSYS中，瞬态分析是一种在物体受到短暂或周期性载荷作用下，模拟其动态响应的方法。
下面将介绍一个ANSYS瞬态分析的实例。
这个实例是根据汽车上的减震器设计一个座椅的瞬态分析。
在汽车行驶过程中，道路的不平整会导致减震器不断进行压缩和回弹，从而对座椅作用力产生冲击。
为了确保座椅能够有效地吸收冲击并保证驾驶员和乘客的舒适性，需要进行瞬态分析。
首先，需要根据座椅的几何模型进行建模。
使用ANSYS的CAD工具，可以绘制出座椅的三维几何模型。
然后，根据座椅材料的力学特性，如弹性模量、泊松比等，对座椅进行材料属性的定义。
接下来，需要对座椅的约束条件进行定义。
在这个实例中，假设座椅与地面之间存在一个理想刚度的连接。
这意味着座椅无法在垂直方向上移动，而只能进行压缩和回弹。
然后，需要定义一个驾驶员上座的载荷。
在这个实例中，假设驾驶员对座椅的作用力具有一个正弦波形的周期性载荷，模拟道路不平整带来的冲击。
在定义完约束条件和载荷后，需要进行网格划分。
ANSYS使用有限元分析方法，将物体离散成许多小的有限元，并使用计算方法对每个有限元进行求解。
因此，对座椅进行网格划分是必要的。
接下来，可以进行求解。
在这个实例中，座椅受到周期性载荷的作用，因此需要进行瞬态分析。
ANSYS会对每个时间步长进行求解，模拟座椅的动态响应。
在求解过程中，可以观察座椅的位移、应变等结果。
最后，可以对结果进行后处理。
ANSYS提供了各种可视化和分析工具，可以对模拟结果进行动画演示、应变云图、频谱分析等。
这些工具可以帮助工程师更直观地理解座椅在瞬态载荷下的动态行为，并优化设计方案。
通过以上步骤，可以利用ANSYS进行座椅的瞬态分析。
这个实例是ANSYS瞬态分析在汽车工程中的一个应用，但实际上瞬态分析可以用于各种领域，如航空航天、建筑结构等。
Maxwell瞬态场仿真实例
MAXWELL 3D 12.0 BASIC EXERCISES1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。
要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场（DC conduction）恒定电场的源：（1）Voltage Excitation，导体不同面上的电压（2）Current Excitations，施加在导体表面的电流（3）Sink（汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。
(完整版)ansys动力学瞬态分析详解
非零速度是通过对结构中需指定速度的部分加上小时间间隔上的小位移来实现的。比如如果 =0.25，可以通过在时间间隔0.004内加上0.001的位移来实现，命令流如下：
...
TIMINT,OFF! Time integration effects off
注─如果并不想包括任何非线性，应当考虑使用另外两种方法中的一种。这是因为完全法是三种方法中开销最大的一种。
完全法的优点是：
·容易使用，不必关心选择主自由度或振型。
·允许各种类型的非线性特性。
·采用完整矩阵，不涉及质量矩阵近似。
·在一次分析就能得到所有的位移和应力。
·允许施加所有类型的载荷：节点力、外加的（非零）位移（不建议采用）和单元载荷（压力和温度），还允许通过TABLE数组参数指定表边界条件。
·唯一允许的非线性是简单的点—点接触（间隙条件）。
§3.4 完全法瞬态动力学分析
首先，讲述完全法瞬态动力学分析过程，然后分别介绍模态叠加法和缩减法与完全法不相同的计算步骤。完全法瞬态动力分析（在ANSYS/Multiphsics、ANSYS/Mechauioal及ANSYS/Structural中可用）由以下步骤组成：
D,ALL,UY,.001! Small UY displ. (assuming Y-direction velocity)
TIME,.004! Initial velocity = 0.001/0.004 = 0.25
LSWRITE! Write load data to load step file (Jobname.S01)
对于完全法瞬态动力学分析，注意下面两点：
Maxwell瞬态场仿真实例
Maxwell瞬态场仿真实例MAXWELL3D12.0BASICEXERCISES1.静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25,25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0,0,1）将六⾯体重命名为mediumAssignMaterial>mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）PaddingPercentage：0%忽略电场的边缘效应（fringingeffect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（AssignExcitation）选中上极板UpPlate,Maxwell3D>Excitations>Assign>Voltage>5V选中下极板DownPlate,Maxwell3D>Excitations>Assign>Voltage>0V4.设置⾃适应计算参数（CreateAnalysisSetup）Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetup最⼤迭代次数：Maximumnumberofpasses>10误差要求：PercentError>1%每次迭代加密剖分单元⽐例：RefinementperPass>50% 5.Check&Run6.）（1）（2）（3）⽤创建另3个并列的导体SelectConductorEdit>Duplicate>AlongLine（沿线复制）输⼊line⽮量的第1个点：（0，0，0）输⼊line⽮量的第2个点：（0，0.4，0）输⼊复制总数：4（包括原导体）起点：（X,Y,Z）>（0.8,-1,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0.2,2.2,0.2）将六⾯体重命名为Conductor_4 AssignMaterial>Copper（设置材料为铜）创建导体Conductor_5Draw>Box起点：（X,Y,Z）>（0.8,-0.4,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（-1.2,0.2,0.2）将六⾯体重命名为Conductor_5 AssignMaterial>Copper（设置材料为铜）创建导体Conductor_6 SelectConductor_5Edit>Duplicate>Mirror（镜像复制）2.按f2.12.2选中选中Restrictthenumberofelements输⼊maximumnumberofelements：10000（设置剖分单元的最⼤数量）4.设置⾃适应计算参数（CreateAnalysisSetup）Maxwell3D>AnalysisSetup>AddSolutionSetupDefault5.Check&Run6.后处理绘出导体中的电流流向图选中所有导体Maxwell3D>Fields>Fields>J>J_Vector调节⽮量箭头尺⼨3.恒定磁场问题实例：恒定磁场⼒矩计算计算如下图所⽰永磁体模块在线圈磁场中所受⼒矩。
利用MAXWELL分析电机中的瞬态电场磁场
摘要在日常生活中，对于电机的应用无处不在，几乎所有用电设备都涉及到电机的应用。
而Ansoft Maxwell是一个款很强大的物理渲染器，用来分析电机十分方便。
在此，为了研究电机中磁场和电流的瞬态场情况，我们利用Ansoft Maxwell14.0分析了电机定子转子中的磁场和电流。
分析过程中按照建模、设置材料、设置激励、设置部分规则、设置求解规则等步骤最终成功模拟了电机中的瞬态场，并得到了磁体中的磁场强度矢量图等图。
目录1 建模 (1)1.1 创建定子模型 (1)1.2 创建转子模型 (2)1.3 创建转子线圈 (2)1.4创建激励电流加载面 (3)1.5 创建Region区域 (3)1.6 旋转转子 (3)2 设置材料 (4)3.设置激励 (4)3.1 定义绕组 (4)3.2 设置外部激励电路 (5)3.3 在Maxwell 3D下设置外部激励 (5)4 设置剖分规则 (5)5 设置涡流效应 (5)6 设置求解规则 (5)7 CHECK & RUN (6)8 后处理 (6)8.1 绘制模型中间对称面上磁体中的磁场强度矢量图 (6)8.2 绘制模型中间对称面上磁体中的电流强度幅值图 (7)8.3 绘出激励电流随时间变化的曲线 (7)1 建模打开maxwell 14.0 创建一个新的3D设计项目并将求解器设定为Transient类型，然后将几何尺寸单位设定为mm。
1.1 创建定子模型如图1-1所示，在坐标原点处创建两个同轴圆柱，然后将内部的圆柱体设置为空白部分，剩余的部分作为定子的外磁路。
结果如图1-2所示。
两圆柱体的参数如下图1-3，图1-4所示。
图1-1 图1-2图1-3再利用镜像复制两个小长方体，使其贴近定子外磁路的内侧，并将朝向远点一侧的裁成弧形，作为定子的俩个磁极。
如图1-5，图1-6所示。
最后将定子组合到一起。
1.2 创建转子模型仿照创建定子外磁路的方法，以原点为圆心创建一个空心圆柱作为转子。
（完整版）ansys动力学瞬态分析详解
（完整版）ansys动⼒学瞬态分析详解§3.1瞬态动⼒学分析的定义瞬态动⼒学分析（亦称时间历程分析）是⽤于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动⼒学响应的⼀种⽅法。
可以⽤瞬态动⼒学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作⽤下的随时间变化的位移、应变、应⼒及⼒。
载荷和时间的相关性使得惯性⼒和阻尼作⽤⽐较重要。
如果惯性⼒和阻尼作⽤不重要，就可以⽤静⼒学分析代替瞬态分析。
瞬态动⼒学的基本运动⽅程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些⽅程可看作是⼀系列考虑了惯性⼒（[M]{}）和阻尼⼒（[C]{}）的静⼒学平衡⽅程。
ANSYS程序使⽤Newmark时间积分⽅法在离散的时间点上求解这些⽅程。
两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。
§3.2学习瞬态动⼒学的预备⼯作瞬态动⼒学分析⽐静⼒学分析更复杂，因为按“⼯程”时间计算，瞬态动⼒学分析通常要占⽤更多的计算机资源和更多的⼈⼒。
可以先做⼀些预备⼯作以理解问题的物理意义，从⽽节省⼤量资源。
例如，可以做以下预备⼯作：1.⾸先分析⼀个较简单模型。
创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最⼩的代价深⼊的理解动⼒学认识，简单模型更有利于全⾯了解所有的动⼒学响应所需要的。
2.如果分析包括⾮线性特性，建议⾸先利⽤静⼒学分析掌握⾮线性特性对结构响应的影响规律。
在某些场合，动⼒学分析中是没必要包括⾮线性特性的。
3.掌握结构动⼒学特性。
通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。
同时，固有频率对计算正确的积分时间步长⼗分有⽤。
4.对于⾮线性问题，考虑将模型的线性部分⼦结构化以降低分析代价。
<<⾼级技术分指南>>中将讲述⼦结构。
§3.3三种求解⽅法瞬态动⼒学分析可采⽤三种⽅法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。
ansys动力学瞬态分析详解
§3.1瞬态动力学分析的定义瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是用于确定承受任意的随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。
可以用瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。
载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。
如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。
瞬态动力学的基本运动方程是：其中：[M] =质量矩阵[C] =阻尼矩阵[K] =刚度矩阵{}=节点加速度向量{}=节点速度向量{u} =节点位移向量在任意给定的时间，这些方程可看作是一系列考虑了惯性力（[M]{}）和阻尼力（[C]{}）的静力学平衡方程。
ANSYS程序使用Newmark时间积分方法在离散的时间点上求解这些方程。
两个连续时间点间的时间增量称为积分时间步长（integration time step）。
§3.2学习瞬态动力学的预备工作瞬态动力学分析比静力学分析更复杂，因为按“工程”时间计算，瞬态动力学分析通常要占用更多的计算机资源和更多的人力。
可以先做一些预备工作以理解问题的物理意义，从而节省大量资源。
例如，可以做以下预备工作：1.首先分析一个较简单模型。
创建梁、质量体和弹簧组成的模型，以最小的代价深入的理解动力学认识，简单模型更有利于全面了解所有的动力学响应所需要的。
2.如果分析包括非线性特性，建议首先利用静力学分析掌握非线性特性对结构响应的影响规律。
在某些场合，动力学分析中是没必要包括非线性特性的。
3.掌握结构动力学特性。
通过做模态分析计算结构的固有频率和振型，了解这些模态被激活时结构的响应状态。
同时，固有频率对计算正确的积分时间步长十分有用。
4.对于非线性问题，考虑将模型的线性部分子结构化以降低分析代价。
<<高级技术分指南>>中将讲述子结构。
§3.3三种求解方法瞬态动力学分析可采用三种方法：完全（Full）法、缩减（Reduced）法及模态叠加法。
ANSYS一种结构瞬态分析实例
一个瞬态分析的例子练习目的：熟悉瞬态分析过程练习过程：瞬态(FULL)完全法分析板-梁结构实例如图1所示板-梁结构，板件上表面施加随时间变化的均布压力，计算在下列已知条件下结构的瞬态响应情况。
全部采用A3钢材料，特性：杨氏模量=2e112/m N 泊松比=0.3 密度=7.8e33/m Kg板壳： 厚度=0.02m四条腿（梁）的几何特性：截面面积=2e-42m 惯性矩=2e-84m 宽度=0.01m 高度=0.02m压力载荷与时间的关系曲线如图2所示。
图1 质量梁-板结构及载荷示意图20 1 2 4 6 时间（s ）图 2 板上压力-时间关系分析过程第1步：设置分析标题1. 选取菜单途径Utility Menu>File>Change Title 。
2. 输入“ The Transient Analysis of the structure ”，然后单击OK 。
第2步：定义单元类型单元类型1为SHELL63，单元类型2为BEAM4第3步：定义单元实常数实常数1为壳单元的实常数1，输入厚度为0.02（只需输入第一个值，即等78厚度壳）实常数2为梁单元的实常数，输入AREA 为2e-4惯性矩IZZ=2e-8，IYY ＝2e-8宽度TKZ=0.01，高度TKY=0.02。
第5步：杨氏模量EX=2e112/m N 泊松比NUXY=0.3 密度DENS=7.8e33/m Kg 第6步：建立有限元分析模型1． 创建矩形，x1=0,x2=2,y1=0,y2=12． 将所有关键点沿Z 方向拷贝，输入DZ ＝－13． 连线。
将关键点1，5；2，6；3，7；4，8分别连成直线。
4． 设置线的分割尺寸为0.1，首先给面划分网格；然后设置单元类型为2，实常数为2，对线5到8划分网格。
第7步：瞬态动力分析1. 选取菜单途径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis ，弹出New Analysis对话框。
ANSYS瞬态分析实例
ANSYS瞬态分析实例ANSYS是一种广泛应用于工程设计和分析的有限元分析软件，可以用于研究和解决各种复杂的工程问题。
其中，瞬态分析是一种重要的分析方法，用于模拟物理系统的动态响应。
下面将介绍一个关于ANSYS瞬态分析的实例。
假设我们有一辆汽车，想要分析在车辆行驶过程中制动系统的工作情况。
在制动过程中，车轮经历了速度降低、摩擦热量产生以及制动盘和刹车片的磨损等复杂的物理现象。
首先，我们需要建立一个模型来描述汽车的几何形状。
使用ANSYS中的几何建模工具，我们可以制作一个精确的汽车模型，包括车身、车轮、制动盘和刹车片等。
然后，我们需要将车辆模型导入ANSYS中的有限元分析模块。
有限元分析是一种将复杂结构分割为许多小的有限元单元，并对每个单元进行力学计算的方法。
可以使用ANSYS提供的网格划分工具将车辆模型划分为许多小的有限元单元。
接下来，我们需要定义车辆行驶过程中的边界条件。
通过定义车轮的转速、刹车盘和刹车片的材料特性以及车辆行驶过程中的路况等信息，可以模拟出真实的行驶情况。
在实施瞬态分析之前，我们需要指定分析的时间步长。
时间步长是指在分析过程中进行计算的时间间隔。
根据模型的精度要求和计算资源的限制，可以选择合适的时间步长。
通常，较小的时间步长可以提供更精确的结果，但也需要更多的计算资源。
然后，我们可以执行瞬态分析。
在分析过程中，ANSYS将根据定义的边界条件和时间步长来计算车辆的动态响应。
可以获得关于刹车盘和刹车片的位移、应力和温度等信息，以及车轮的转速和行驶速度等信息。
最后，我们可以通过分析结果来评估制动系统的性能。
可以检查刹车片是否受到过大的应力，刹车盘是否出现了变形，以及车轮的制动效果等。
如果发现问题，可以对设计进行调整或根据研究结果提出改进意见。
通过这个实例，我们可以看到ANSYS瞬态分析的强大之处。
它可以帮助工程师更好地理解和模拟物理系统的动态行为，为改进设计和提高性能提供有价值的信息。
ANSYSMaxwell瞬态分析案例解析
1.Maxwell 2D: 金属块涡流损耗（一）启动W o r k b e n c h并保存1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。
2.进入Workbench后，单击工具栏中的 按钮，将文件保存。
（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。
2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。
在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。
3.选择菜单栏中Maxwell 2D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1)Geometry Mode:Cylinder about Z(2)Magnetic:Transient(3)单击OK按钮4.依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。
（三）建立几何模型和设置材料1.选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令，创建长方形在绝对坐标栏中输入：X=500，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=20，dY=0，dZ=500，并按Enter键2.选中长方形，选择菜单栏中Edit→Duplicate along line命令在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=50，dY=0，dZ=0，并按Enter键弹出Duplicate along line对话框，在对话框中Total Number:3，然后单击OK按钮。
3.选中3个长方形右击，在快捷菜单中选择Assign Material命令，在材料库中选择Aluminum，然后单击OK按钮。
maxwell瞬态耦合案例
maxwell瞬态耦合案例
Maxwell瞬态耦合案例涉及到的是磁场、电场和电路的瞬态分析，因此是涉及多个物理场以及时间变化的复杂分析。
Maxwell提供了一种强大的解决方案，能够解决这些复杂的物理场问题。
以一个简单的电感器为例，电感器在通电的瞬间，电流会发生变化，这导致磁场也发生变化。
磁场的变化反过来又会影响电流，这是一个瞬态的电磁耦合过程。
在这个过程中，可以使用Maxwell进行瞬态耦合分析。
具体步骤如下：
1. 建立模型：在Maxwell中建立电感器的3D模型，包括线圈、铁芯等。
2. 设置材料属性：为模型中的各个部分设置相应的材料属性，如导磁率、电导率等。
3. 设定边界条件和初始条件：根据问题的实际情况，设定相应的边界条件和初始条件。
例如，设定初始时刻的电流分布等。
4. 进行求解：使用Maxwell的瞬态求解器进行求解。
可以设定时间步长和总时间，进行长时间范围的瞬态分析。
5. 结果分析：查看求解结果，包括电流分布、磁场分布、能量损耗等。
通过这个案例，可以了解到Maxwell在瞬态耦合分析中的强大功能和应用。
在具体应用中，还需要根据实际情况进行调整和优化。
基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例
基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例基于Maxwell的无刷直流电机负载瞬态磁场分析实例5.1 节中已经完成了直流无刷机的模型建立和空载瞬态磁场分析，并得到了相关运行曲线和典型时刻场图分布。
本节主要针对的是负载工况时，直流无刷机的主要性能和特性分析，与上一节内容综合起来即是一套对无刷机完整分析的过程。
5.2.1 问题描述1考虑机械瞬态2不考虑机械瞬态计算电机轴上输出的电磁转矩，负载反电势，负载磁链，绕组电流波形等量。
根据电机学知识，可知两相无刷电动机的驱动电路如图5-51 所示，由4 对功率开关管对电机2 相绕组提供电电压进行控制，8 个二极管完成续流工作。
图5-51 两相无刷电动机驱动电路开关逻辑如下：A 相绕组施加正向电压，电机处于正相主磁场中，电机正方向转动。
开关管T1A 与T1B 导通，其它开关管关闭。
B 相绕组施加正向电压，电机处于正相主磁场中，电机正方向转动。
开关管T2A 与T2B 导通，其它开关管关闭。
A 相绕组施加反向电压，电机处于负相主磁场中，电机正方向转动。
开关管T3A 与T3B 导通，其它开关管关闭。
B 相绕组施加反向电压，电机处于负相主磁场中，电机正方向转动。
开关管T4A 与T4B 导通，其它开关管关闭。
5.2.2 控制电压电路设置对于两相无刷直流电动机，当A 相绕组反电势过零时，即A 相绕组轴线与主极轴线相重合(此位置可通过电机初始位置的设置获得，本例为15 度机械角度)，此时两相无刷直流电动机的开关触发角度分别为45 度、135 度、225 度、和315 度电角度。
其换相角度如图5-52所示28图 5-52 四极两相无刷直流电动机触发角此时，各相绕组端所获得的电压如图 5-53 所示图 5-53两相无刷直流电动机负载所加相电压在Ansoft 有限元计算中，控制电压由四个脉冲电压提供，如图5-54 所示，图中四个电阻 R1 、R2、R3、R4 为控制电压回路限流电阻，Vc1、Vc2、Vc3 、Vc4 为电压表元件用来检测电压，由其与开关管相关联，V1、V2、V3、V4 为脉冲电压源，其电压脉冲与电机旋转位置相关，用来提供开关管动作电压。
ANSYS瞬态热分析教程及实例[高级课件]
![ANSYS瞬态热分析教程及实例[高级课件]](https://img.taocdn.com/s3/m/ffccdb61ed630b1c59eeb571.png)
QUST
2
严选内容
4. 瞬态传热分析
QUST
3
严选内容
5. 瞬态传热分析
ANSYS 缺省是渐进加载的。渐进加载可以提 高瞬态求解的适应性，如果有非线性时可以提 高收敛性。
QUST
4
严选内容
5. 瞬态传热分析
Apply > Structural > Temperature > Uniform Temp
如果已知模型的起始温度是均匀的，可设定所有节点 初始温度。
严选内容
QUST
12
2. 设定参考温度 命令：TREF GUI：Main Menu > Solution > Define Loads
> Settings > Reference Temp
定义比热容；施加瞬态热载荷；设置瞬态热载荷 分析选项；显示模型温度等值线图；显示节点温 度随时间变化曲线。
严选内容
QUST
23
严选内容
QUST
24
长方形的板，几何参数及其边界条件如图3-6 所示。板的宽度为5cm，其中间有一个半径为 1cm 的圆孔。板的初始温度为20℃，将其右 侧突然置于温度为20℃且对流换热系数为 100W/M2℃的流体中，左端置于温度为500℃ 的温度场，试计算：
严选内容
QUST
29
定义密度
GUI：Main Menu > Preprocessor > Material Props > Thermal > Density
在弹出密度定义对话框中的DENS栏键入 “5000”。
Maxwell瞬态求解器电磁力分析（转载啊）
Maxwell瞬态求解器电磁力分析（转载啊）Maxwell顺态求解器电磁力分析ANSYS有限元仿真 2016年12月2日621问题描述：求解一段通有正弦交流电的直导线在某一稳态磁场中的受力情况，并简单验证仿真结果。
模型介绍：如上几何模型中10mm边长立方体代表永磁体，材料属性为材料库中的NdFe35,修改磁化方向为X方向，其他属性不变，如下图所示。
其中黄色圆柱体代表铜导线，红色框线代表求解区域（真空）。
导线端面与求解域重合，电流不会泄漏以便顺利计算。
Maxwell求解树如下：Solution type: Transient瞬态求解器Boundaries:未指定，系统选取默认求解边界。
Excitations: 添加绕组Wingding1，绕组激励类型为电流（绞线），电流函数sin(pi*ti me)，即周期为2秒，幅值为1A，初相位0的正弦曲线。
然后在线圈上添加激励加载面（铜线的两个端面）。
截面绞线数量相同都为1且电流方向一致。
如下图所示。
Parameters:选择圆柱导线，然后添加右击Parameters选择Assign>Force即可。
Mesh Operations:对圆柱体划分网格尺寸为0.4mm，磁铁网格尺寸4mm。
模型网格如下。
Tips：Q1:如果发现上面的网格剖分结果不理想（太密或太疏），如何重新设置重新剖分？A1：project manager--->Analysis---->右击------>revert to initial mesh---->重新设置网格尺寸（这步操作必须要，否则，就算你重新设置了网格尺寸，你得到的依然是第一次网格剖分的结果）Q2:从新设置网格尺寸后，怎么应用设置进行划分，并查看网格划分效果？A2：操作方法：project manager--->Analysis---->右击------>apply mesh operation s；然后project manager--->field overlaps---->右击------>plot mesh---->弹出对话框-----> DONE.Analysis：分析时间stop time 8sec即刚好2个正弦周期，timestep 0.1sec。
ANSYS瞬态分析实例
ANSYS瞬态分析实例下面以一个简单的悬臂梁为例，介绍ANSYS瞬态分析的基本步骤及其应用。
1.几何建模：在ANSYS中，可以使用几何建模工具创建悬臂梁的几何模型。
可以选择不同的几何元素（例如线、面、体等）来定义悬臂梁的几何形状。
2.网格划分：通过网格划分，将悬臂梁的几何模型划分成许多小的元素，使其更容易进行数值计算。
可以选择不同的网格划分方法和网格密度，以平衡计算精度和计算效率。
3.材料定义：定义悬臂梁的材料性质，例如弹性模量、泊松比、密度等。
可以根据实际材料的特性，选择合适的材料模型。
4.边界条件：在瞬态分析中，需要定义悬臂梁的初始条件和加载条件。
初始条件是指系统在初始时间点的状态，例如初始位移、速度等。
加载条件是指在时间变化中施加在系统上的力或位移。
可以通过施加固定边界条件和加载边界条件来定义这些条件。
5.求解设置：在ANSYS中，可以调整求解器的设置来控制求解过程的精度和效率。
可以选择不同的时间步长和求解器选项，以获得更准确的结果。
6.求解过程：通过点击求解按钮，ANSYS将根据所设置的条件进行求解，计算悬臂梁在不同时间点的响应。
在求解过程中，可以根据需要监视不同的结果变量，例如应力、位移、速度等。
7.结果分析：求解完成后，ANSYS将生成包含悬臂梁响应的结果文件。
可以使用后处理工具对结果文件进行分析和可视化。
可以绘制位移时间历程、应力分布图等，以了解悬臂梁在不同时间点的行为。
瞬态分析在工程中有广泛的应用。
例如，在地震工程中，可以使用瞬态分析来模拟建筑物在地震荷载作用下的动态响应。
可以通过瞬态分析来评估结构的稳定性和安全性。
此外，在机械工程中，瞬态分析可以用于模拟物体的运动行为。
例如，可以使用瞬态分析来研究汽车撞击时的变形和应力分布。
总结：ANSYS瞬态分析是一种研究系统在时间变化中响应的有效方法。
通过定义几何模型、划分网格、定义材料、设定边界条件、进行求解等步骤，可以模拟系统在不同时间点的行为和性能。
ANSYS瞬态分析实例
例题：一根钢梁支撑着集中质量并承受一个动态载荷（如图1所示）。
钢梁长为L，支撑着一个集中质量M。
这根梁承受着一个上升时间为t1的值为F1的动态载荷F（t）。
梁的质量可以忽略，确定产生最大位移响应时的时间t max 和响应y max。
图1 钢梁支撑集中质量的几何模型材料特性：弹性模量为2e5MPa，质量为M＝0.0215t，质量阻尼为8；几何尺寸为：L＝450mm，I＝800.6mm4，h＝18mm；载荷为：F1＝20N，t1＝0.075sGUI操作方式：1．定义单元类型：Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现一个对话框，单击“Add”，又出现一个对话框，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Beam”，在右面的列表栏中选择“2D elastic 3”，单击“Apply”，在对话框左面的列表栏中选择“Structural Mass”，在右边选择“3D mass 21”，单击“OK”，在单击“Options”，弹出对话框，设置K3为“2-D W/O rot iner”，单击“OK”，再单击“Close”。
2．设置实常数：Main Menu>Preprocessor>Real Constants> Add/Edit/Delete，出现对话框，单击“Add”，又弹出对话框，选择“Type1 BEAM3”，单击“OK”，又弹出对话框，输入AREA为1，IZZ＝800.6，HEIGHT＝18，单击“OK”，在单击“Add”，选择Type 2 MASS21，单击“OK”，设置MASS为0.0215，单击“OK”，再单击“Close”。
3．定义材料属性：Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Modls，出现对话框，在“Material Models Available”下面的对话框中，双击打开“Structural>Linear>Elastic>Isotropic”，又出现一个对话框，输入弹性模量EX＝2e5，泊松比PRXY＝0，单击“OK”，单击“Materal>Exit”。
Maxwell瞬态场仿真实例
MAXWELL 3D 12.0 BASIC EXERCISES1. 静电场问题实例：平板电容器电容计算仿真平板电容器模型描述：上下两极板尺寸：25mm×25mm×2mm，材料：pec（理想导体）介质尺寸：25mm×25mm×1mm，材料：mica（云母介质）激励：电压源，上极板电压：5V，下极板电压：0V。
要求计算该电容器的电容值1.建模（Model）Project > Insert Maxwell 3D DesignFile>Save as>Planar Cap（工程命名为“Planar Cap”）选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Electric> Electrostatic创建下极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）下极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为DownPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建上极板六面体Draw > Box（创建下极板六面体）上极板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 3）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 2）将六面体重命名为UpPlateAssign Material > pec（设置材料为理想导体perfect conductor）创建中间的介质六面体Draw > Box（创建下极板六面体）介质板起点：（X,Y,Z）>（0, 0, 2）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（25, 25,0）坐标偏置：（dX,dY,dZ）>（0, 0, 1）将六面体重命名为mediumAssign Material > mica（设置材料为云母mica，也可以根据实际情况设置新材料）创建计算区域（Region）Padding Percentage：0%忽略电场的边缘效应（fringing effect）电容器中电场分布的边缘效应2.设置激励（Assign Excitation）选中上极板UpPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 5V选中下极板DownPlate,Maxwell 3D> Excitations > Assign >Voltage > 0V3.设置计算参数（Assign Executive Parameter）Maxwell 3D > Parameters > Assign > Matrix > Voltage1, Voltage2 4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup最大迭代次数：Maximum number of passes > 10误差要求：Percent Error > 1%每次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass > 50%5. Check & Run6. 查看结果Maxwell 3D > Reselts > Solution data > Matrix电容值：31.543pF2. 恒定电场问题实例：导体中的电流仿真恒定电场：导体中，以恒定速度运动的电荷产生的电场称为恒定电场，或恒定电流场（DC conduction）恒定电场的源：（1）Voltage Excitation，导体不同面上的电压（2）Current Excitations，施加在导体表面的电流（3）Sink（汇），一种吸收电流的设置，确保每个导体流入的电流等于流出的电流。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.Maxwell 2D: 金属块涡流损耗（一）启动W o r k b e n c h并保存1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。
2.进入Workbench后，单击工具栏中的 按钮，将文件保存。
（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 2D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。
2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。
在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。
3.选择菜单栏中Maxwell 2D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框(1)Geometry Mode:Cylinder about Z(2)Magnetic:Transient(3)单击OK按钮4.依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。
（三）建立几何模型和设置材料1.选择菜单栏中Draw→Rectangle 命令，创建长方形在绝对坐标栏中输入：X=500，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=20，dY=0，dZ=500，并按Enter键2.选中长方形，选择菜单栏中Edit→Duplicate along line命令在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键在相对坐标栏中输入：dX=50，dY=0，dZ=0，并按Enter键弹出Duplicate along line对话框，在对话框中Total Number:3，然后单击OK按钮。
3.选中3个长方形右击，在快捷菜单中选择Assign Material命令，在材料库中选择Aluminum，然后单击OK按钮。
（四）设置求解域选择菜单栏中Draw→Region命令，在弹出的Region对话框中输入Value=500，并单击OK按钮。
（五）添加激励1.选中Rectangle1右击，在快捷菜单中选择Assign Excitations→Coil命令，弹出CoilExcitations对话框，在对话框中填入以下内容：(1)Name：CoilTerminal1(2)Number of Conductors：100(3)单击OK按钮2.选中Rectangle1右击，在快捷菜单中选择Assign Excitations→Add Winding命令，弹出Winding对话框，在对话框中填入以下内容：(1)Name:Winding_A(2)Type:Current(3)Stranded:☑Checked(4)Current:50*sin(2*PI*50*Time)(5)单击OK按钮3.在Project manager菜单下，右击Excitations→Winding1→Add Coils命令，选中Rectangle1行，然后单击OK按钮。
4.同样操作其余2个绕组(1)Rectangle2：Number of Conductors：90Stranded:☑CheckedCurrent:54*sin(2*PI*50*Time)(2)Rectangle3：Number of Conductors：80Stranded:☑CheckedCurrent:58*sin(2*PI*50*Time)5.选择求解域的3个边界（除Z轴上的线外），依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Boundaries →Assign→Ballon命令（六）网格划分1.选中3个几何，依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Mesh Operations→Inside Selection→Length Based命令，此时弹出Element Length Based Refinement对话框，在对话框中填入以下内容：(1)Name:Length1(2)☑：Restrict Length Of Elements(3)Maximum Length of Elements:5mm(4)✉：Restrict the Number of Elements(5)单击OK按钮2.选中求解域，依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Mesh Operations→Assign→InsideSelection→Length Based命令，此时弹出Element Length Based Refinement对话框，在对话框中填入以下内容：(1)Name:Length1(2)☑：Restrict Length Of Elements(3)Maximum Length of Elements:50mm(4)✉：Restrict the Number of Elements(5)单击OK按钮3.划分网格，依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Analysis Setup→Apply Mesh Operations命令。
4.显示网格，选中几何，依次单击菜单栏中的Maxwell 2D→Field→Plot Mesh命令，然后单击OK按钮。
5.单击工具栏中的（Solution data）图标，可以显示网格数量。
（七）求解计算1.依次选择菜单栏中Maxwell 2D→Analysis Setup→Add Solution Setup命令，此时弹出Solution Setup对话框，在对话框中填入以下内容：(1)General：Stop Time：0.2sTime Step：0.002s(2)Save Field：Start:0sStop:0.2sStep:0.002s点击Add to List(3)单击OK按钮2.依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Validation Check命令，此时弹出的对话框中，如果全部项目都有 说明前处理操作没有问题；如果有 弹出，则需要重新检查模型；如果有！出现，则不会影响计算。
3.依次选择Maxwell 2D→Analyze All命令，此时程序开始计算。
（八）云图显示（F i e l d s）1.双击左下角Time=-1；任意选择时间节点，然后单击OK按钮。
2.选中所有几何，依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→A→Flux line命令，显示磁力等值线图；选中所有几何，依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→H→H_Vector命令，显示磁矢量图；选中所有几何，依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Fields→Fields→H→Mag_H命令，显示磁场分布图。
（九）图表显示（R e s u l t s）1.依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命令，在弹出的Reports对话框中做如下设置：(1)在Category中选择Winding(2)在Quantity中选择Input Current(Winding1)、Input Current(Winding2)、Input Current(Winding3)选项(3)单击New Report按钮(4)显示3个电流随时间变化的曲线图2.依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Results→Create Transient Report→Rectangular Plot命令，在弹出的Reports对话框中做如下设置：(1)在Category中选择Winding(2)在Quantity中选择Induced V oltage(Winding1)、Induced V oltage(Winding2)、Induced V oltage(Winding3)选项(3)单击New Report按钮(4)显示输入电压随时间变化的曲线图3.依次选择菜单栏中的Maxwell 2D→Results→Create Transient Report→RectangularStacked Report命令，在弹出的Reports对话框中做如下设置：(1)在Category中选择Winding(2)在Quantity中选择Input Current(Winding1)、Input Current(Winding2)、Input Current(Winding3)选项(3)单击New Report按钮(4)显示3个电流随时间变化的曲线图2.Maxwell 3D:基本瞬时源（一）启动W o r k b e n c h并保存1.在windows系统下执行“开始”→“所有程序”→ANSYS 15.0→Workbench 15.0命令，启动ANSYS Workbench 15.0，进入主界面。
2.进入Workbench后，单击工具栏中的 按钮，将文件保存名为“BE_Trans_Sources”（二）建立电磁分析1.双击Workbench平台左侧的Toolbox→Analysis Systems→Maxwell 3D此时在ProjectSchematic中出现电磁分析流程图。
2.双击表A中的A2，进入Maxwell软件界面。
在Maxwell软件界面可以完成有限元分析的流程操作。
3.选择菜单栏中Maxwell 3D→Solution Type命令，弹出Solution Type对话框，选择Transient，并单击OK按钮。
4.依次单击Modeler→Units选项，弹出Set Model Units对话框，将单位设置成mm，并单击OK按钮。
（三）建立几何模型和设置材料1.选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令，创建正多面体在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键；在相对坐标栏中输入：dX=2，dY=2，dZ=20，并按Enter键。
2.此时左上角会弹出Segment Number对话框(1)Number of Segments:24(2)单击OK按钮3.单击几何实体，使其处于加亮状态，此时左侧会弹出属性对话框，在对话框中填入以下内容：(1)Name栏中将Value改成Core(2)Material栏中将Value展开选择Edit，选择ferrite作为芯的材料(3)其余保持默认值4.选择菜单栏中Draw→Regular Polyhedron命令，创建正多面体在绝对坐标栏中输入：X=0，Y=0，Z=0，并按Enter键；在相对坐标栏中输入：dX=3，dY=3，dZ=20，并按Enter键。