ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较.
simulation和ansys的分析比较
目前在全球范围内的CAE软件产品是非常多的，如Simulation、ANSYS、NASTRAN、PATRAN、ADINA、SAP、MARC、ASKA、RASNA、JIFEX（国产）等。
下面将美国加洲理工学院Paul M. McEcroy博士对一些CAE软件的测试结果公布于此，供一些企业参考。
值得一提的是Paul M. McElroy博士是完全站在公正的、中立的立场上进行这项工作的，并且这些结果已经得了其它有关专家的进一步证实，目前已经成为国际公认的结论。
测试这些结果的前提是：各种分析题目相对于每一种软件都具有相同数目的结点数、元素数和DOF，限于篇幅，这些相同的设置结果不累述于此，分析结果见表1表1：Simulation、NASTRAN、ANSYS测试结果比较SimulationNASTRANANSYS电话手柄静力最高精确度0.003180.003180.00320解题时间46秒244秒460秒占用磁盘空间11MB73MB240MB墙挂静力最高精确度0.001590.001590.0016570秒4920秒360秒占用磁盘空间17MB585MB70MB板手静力最高精确度0.0755270.0755260.075666解题时间50秒435秒200秒占用磁盘空间6MB112MB50MB磁盘驱动器振动模型12015.3HZ 2015.3 HZ 2032.3 HZ模型22098.7 HZ 2120.2 HZ模型33839.7 HZ 3839.6 HZ 3887.7 HZ模型44154.5 HZ 4154.5 HZ 4203.7 HZ模型54596.1 HZ 4596.2 HZ 4643.2 HZ解题时间41秒180秒710秒占用磁盘空间7.3MB55MB205MB鞍型托架振动模型12465.4 HZ 2465.4 HZ 2469.5 HZ模型24969.4 HZ 4969.4 HZ 4977.7 HZ模型37340.0 HZ 7339.9 HZ 7352.3 HZ模型47722.4 HZ 7722.4 HZ 7750.9 HZ模型59432.5 HZ 9432.5 HZ 9470.9 HZ解题时间160秒430秒1500秒占用磁盘空间10.3MB 93.3MB355MB火花塞振动模型14980.4 HZ 4981.0 HZ 4964.0 HZ模型25005.0 HZ5004.8 HZ4987.5 HZ模型313,142.0 HZ13,145.7 HZ13,110.6 HZ模型413,517.0 HZ13,517.4 HZ13,437.2 HZ模型514,647.0 HZ14,656.9 HZ14,684.0 HZ解题时间350秒1110秒2340秒占用磁盘空间17MB148MB544MB从目前三种流行的分析软件的测试表中可以看出，Simulation和NASTRAN的分析结果是很接近的，而ANSYS的误差要大一些，NASTRAN是通过牺牲速度来达到精度的，而ANSYS 是通过放弃精确度和加大解题占用的磁盘时间来提高速度的。
ansys电磁受力比较
ansys电磁受⼒⽐较ansys 2d电磁⼒受⼒分析⽐较1、所⽤apdlfini/cle/filname,pingbi,1/title,lovz/prep7/format,,f,18,9r1=0.464r2=0.5115l=0.355i=165n=14526s=l*(r2-r1)j=n*i/srd1=0.18rd2=0.18rd3=0.18r4=0.9r5=0ld=-0.636!etet,1,53,,,1et,2,110,,,1mp,murx,1,1mp,murx,2,1mat,3mpread,'emagSa1010','SI_MPL','D:\Program Files\ANSYS Inc\v140\ansys\matlib\',LIB !model/pnum,area,1rect,r1,r2,-l/2,l/2rect,r5,r4,ld,0.636rect,r5,r4+rd2,ld-rd1,0.636+rd3rect,0,1.5,-1.5,1.5 rect,0,3,-3,3 rect,0,6,-6,6 aovlap,all aglue,all numcmp,all aplotallselaatt,1,,1 asel,,,,1aatt,2,,1 asel,,,,2aatt,3,,1 asel,,,,5aatt,1,,2allsel asel,,,,5asel,invesmrt,1 amesh,allallsel asel,,,,5asel,invelsel,s,extlsel,u,loc,x,0 lccat,allallsellsel,s,extlsel,u,loc,x,0 lccat,allallselsmrt,off esize,,1 amesh,5aref,1,2,1,2allsel*get,lmax,line,,num,max ldele,lmax-1,lmax,,1 allsel/sollsel,s,extlsel,u,loc,x,0nsll,s,1sf,all,infallselnsel,s,loc,x,0d,all,az,0allselesel,s,mat,,2bfe,all,js,,,,jallselesel,s,mat,,3cm,arm,elemfmagbc,'arm'esel,s,mat,,2cm,coil,elemfmagbc,'coil'allselmagsolv,0,4,0.0001,,25/post1plnsol,b,sumplf2d,100nc=node(0,0,0)*get,b_center,node,nc,b,sum mur=1.256e-6etab,,nmisc,1sadd,uu,nmis1,,1/mur pletab,uu,avgpath,c1,2,30,200ppath,1,,,0ppath,2,,,-2pdef,,b,y,noavprpath,byfmagsum,'arm','coil'2、模型图⽰如右，⼀铁轭与电流线圈，铁轭对称，理论上铁轭受⼒为0；但由于中⼼磁场略⼤，约为3.2T，所以受⼒的误差相对放⼤，有点不可接受。
《ANSYS及其应用》大作业分析
安徽工业大学《ANSYS及其应用》大作业任课老师：包家汉姓名：鲍兵兵学号：1520190018导师：张鹏学院：研究生院年12月23日2015轴承座装配模型的有限元分析鲍兵兵摘要：基于ANSYS软件对轴承座装配模型进行有限元分析。
通过SolidWorks 建立轴承座模型，然后导入ANSYS进行分网，再在ANSYS中直接创建螺栓、轴等，最后施加边界条件等步骤建立轴承座装配体的有限元模型。
再对轴承座装配体进行变形及强度分析，以及得到单元及节点数目。
关键词：轴承座装配体；有限元1. 引言轴承座是机械装配中一个重要零部件，在工作中承受多种载荷。
轴承座的可靠性非常重要，它会影响整个机械装配的精度、寿命等等。
故对轴承座进行强度分析非常有必要，但是轴承座结构复杂，更不用说是轴承座装配体了，用传统的解析法对其分析十分困难，同时还存在着较大的误差。
相对于解析法，有限元分析软件ANSYS勺优点十分明显。
它能够对复杂的模型进行快求解分析，同时能够保证精度。
2. 建立轴承座实体模型能够进行三维建模的工具很多，比如：SolidWorks、Catia、UG、AutoCad等，这里采用SolidWorks并依照第8章中图8—1尺寸对轴承座进行了实体建模。
下面简单叙述建模过程：首先通过拉伸工具建立轴承座的底座部分，然后通过拉伸切除工具形成两个通孔，接着还是通过拉伸工具形成底座上面部分，并通过拉伸切除形成阶梯孔，最后通过筋工具形成侧面的筋板。
模型如图1。
图13. 轴承座分网将SolidWorks建好的模型保存成.x_t格式，并将其导入到ANSYS中。
导入的模型会以线框形式显示，这时只需将PlotCtrls下Style中的Solid Model Facets 选成“ Normal Faceting”模式即可。
3.1选择单元类型进行任何有限元分析都要选择合适的单元类型，单元类型决定了附加自由度。
这里选择Solid185单元。
Solid185单元用于构造三维固体结构.单元通过8 个节点来定义，每个节点有3个沿着xyz方向平移的自由度。
ANSYS电磁分析解决方案
ANSYS 电磁分析解决方案——最完整的电磁分析技术产品关键字⏹ 完整的电磁分析技术 ⏹ 独特的耦合场分析特性⏹ 良好的易用性和统一的软件结构⏹ 精确求解电大尺寸电磁辐射/散射问题 ⏹系统级EMC/EMI概述自电子电气产品进入生活以来，产品设计师们就一致关心着能够满足用户各种需求的指标。
对于产品性能的可靠性分析，由最初的经验预估、理论计算，发展到了如今的计算机仿真，产品设计朝着计算机实现虚拟设计、虚拟实验的必然方向前进。
性能相对简单、测试成本较低的电子电气产品，可以通过原型或者简化实验完成性能评估。
对于具有复杂性能和复杂结构的电子电气产品，往往要求昂贵的测试设备，较长的实验周期，并对周围的测试环境有较强的依赖性。
这样条件下要完成某种产品在多种状态的性能评估，需要较高成本，并且难以满足一致性标准。
而现代电子电气产品的复杂性，需要在产品设计阶段就能给出指导产品设计的原则和标准，并完成产品的优化、更新设计。
计算机硬件条件的飞速发展和工程实际的市场需求，促进了计算机数值分析方法的不断进步，使计算机仿真对产品设计的指导意义愈加明显。
1970年，市场的广泛需求促使了专业的仿真软件公司——ANSYS 成立，并开始向用户提供在结构场、温度场、流体场和电磁场等领域的全面解决方案。
复杂电子电气产品中的电磁场往往具有结构材料复杂、具有复杂的激励和边界条件等挑战，因此在工程实践和科学研究中出现了针对不同问题的分析方法：按照数学方程的不同，分为微分方程方法（代表性的如有限元FEM ，时域有限差分方法FDTD 等）和积分方程方法（代表性的如矩量法MOM 等）；按照计算的电尺寸大小，分为高频渐近方法（物理光学方法PO ，一致渐近绕射理论UTD 等）和“低频”数值方法（有限元FEM ，矩量法MOM ）。
对于复杂的电磁问题，往往单一的方法不能完全解决问题，需要多种方法，多种工具混合使用。
产品特色● 最完整的电磁分析技术ANSYS 充分利用各种电磁计算方法的优点，发展了多个适用于不同领域的电磁分析模块，这些模块优势互补、在统一的软件界面（ANSYS PrepPost ）下共同解决各种复杂的电磁分析问题。
ANSYS Maxwell 16.02 X64 (领先的电磁场仿真分析软件)
■□■□■□■□■□■□■□■□■长期有效■□■□■□■□■□■□■□■
MAXWELL 2D：
工业应用中的电磁元件，如传感器，调节器，电动机，变压器，以及其他工业控制系统比以往任何时候都使用
得更加广泛。由于设计者对性能与体积设计封装的希望，因而先进而便于使用的数字场仿真技术的需求也显著的增长。在工程人员所关心的实用性及数字化功能方面，Maxwell 的产品遥遥领先其他的一流公司。Maxwell 2D 包括交流/ 直流磁场、静电场以及瞬态电磁场、温度场分析，参数化分极；以及优化功能。此外，Maxwel2D 还可产生高精度的等效电路模型以供A n s o f t 的SIMPLORER模块和其它电路分析工具调用。
ANSYS Maxwell 16.02 X64 (领先的电磁场仿真分析软件)
Ansoft Maxwell : 领先的电磁场仿真3D能够仿真线性直线运动和旋转运动。因此，Maxwell3D可以用来对电机、激励器等运动所导致的物理特性对产品影响至关重要的这些装置的性能进行精确预测。
Bentely.AutoPLANT.Drawing.Flattener.V8i.v08.11.11.113.Win64 1CD
Bentely.LIMCON.v03.63.01.11 1CD
Bentely.MSTower.06.20.01.08 1CD
Bentley AutoPLANT Object Enabler V8i v08.11.11.113 Win64 1CD
Bentley Process & Instrumentation V8i 08.11.11.113 Win64 1CD
Bentley.Microstran.Advanced.09.20.01.18 1CD
用大型有限元软件ANSYS处理电法测井的电磁场问题
文章编号: 100421338 (2004) 0620499204用大型有限元软件ANSYS 处理电法测井的电磁场问题罗水亮, 陶果(石油大学资源与信息学院,北京102249)摘要: 利用大型有限元软件ANSY S 进行电阻率模拟,建立一种理论模型,反映地层孔隙或裂缝参数(裂缝方位、密度、张开度等) 与地层电导率张量的对应关系。
模拟裂缝性地层的各向异性电导率模型能解决裂缝性地层的各向异性电导率正演计算问题。
这对于研究地层裂缝中流体性质、饱和度与地层电导率张量的对应关系、研究如何应用这些对应关系指导三维电磁波测井仪器设计及实际测井数据处理和解释都有重要的作用。
关键词: 有限元软件ANSYS ;电阻率模拟; 电法测井; 裂缝; 各向异性; 电磁场中图分类号: P631. 322文献标识码: AU sing the Large F inite E lem ent Sof t w are AN SYS to T ackle E lectrom agneticP rob lem in E lectrical LoggingLUO S hu i2liang , T AO G u o(School of Resource & I nf ormation , U niversity of Petr oleum , Beijing 102249 ,China)Ab stract : T he article is concerned about using the resistivity sim ulati on to construct a theory m odel which reflects re2 lati onship between h ole or fracture param eter (such as fracture azim uth ,density and stretch ,etc . ) and stratum resistivi2 ty , and also about using 3D finite elem ent analysis software ANSY S to sim ulate fractured2stratum anisotropy resistivity m odel and tackle fractured2stratum anisotropy resistivity forward problem. T he m odel is very helpful to research the re2 lati onship between liquid property , saturati on and tensor of stratum conductance , and the relati onship is also helpful t o guide 3D electrom agnetic propagati on l ogging tool design and field l og data processing.K ey w ord s : finite elem ent software ANSY S ;resistivity sim ulati on ; electrical l ogging ; fracture ; anisotropy ;electrom agnetic field为Δu1 ,2 ,并按公式引言Δu1,2R a = KI 当垂直井眼穿过水平地层时,电法测井仪器的响应不受各向异性的影响。
ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较
期末大作业
题目：简单直流致动器
ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名：柴飞龙
学科（专业）：机械工程
学号：
所在院系：机械工程学系
提交日期2013 年 1 月
1、 背景简述：
ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件，是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。
而ansoft Maxwell 软件是一款专门分析电磁场的分析软件，如传感器、调节器、电动机、变压器等。
本人在实验室做的课题涉及到电机仿真，用的较多的是ansoft 软件，因为其对电机仿真的功能更强大，电机功能模块更多，界面友好。
现就对一电磁场应用实例，用ANSYS 进行仿真分析，得到的结果与ansoft 得到的结果进行简单核对比较。
2、 问题描述：
简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯，中间被空气隙分开的部件组成，线圈中心点处于空气隙中心。
衔铁是导磁材料，导磁率为常数（即线性材料，r μ=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（1=r μ），匝数为2000，线圈励磁为直流电流：2A 。
模型为轴对称。
3、 ANSYS 仿真操作步骤：
第一步：Main menu>preferences。
ANSYS软件对电磁场的分析
ANSYS软件对电机磁场的分析徐海峰辛慧源(浙江大学，浙江杭州 310027)摘要：本文重点介绍了用ANSYS软件分析电机磁场，使ANSYS软件具有"计算和分析"电机磁场的功能，从而进行电机的优化设计。
关键词： ANSYS；电机磁场；优化设计中图分类号：TP21 文献标识码：A1 前言磁路设计是电机设计的主要部分，磁路量对电机的主要性能起决定性的影响，电机的转矩和反电势直接取决于主磁通量。
因此磁路法是工程上最适用的电机计算方法。
所以从根本上讲，电机问题是一个电磁场的问题，由于永磁材料的引入，使许多传统的分析方法感到力不从心，所以对无刷直流电机进行磁场的研究还是非常必要的。
ANSYS软件是世界上著名的大型通用有限元计算软件，具有强大的求解器和前、后处理功能，为我们解决复杂、庞大的工程项目和致力于高水平的科研攻关提供了一个有两地工作环境，更使我们从繁琐、单调的常规有限元编程中解脱出来。
2ANSYS分析电机磁场的基本原理工程上的磁场分析一般采用数值计算方法。
常见的数值计算方法有有限差分法和有限元法。
差分法不适合于边界条件复杂、边界不规则(外部或内部)的情况。
为了充分发挥永磁材料的磁性能。
特别是稀土永磁的优导磁性能，用很少的永磁材料和加工费用制造出高性能的永磁电机，就不能简单套用传统的结构和设计计算方法。
必须应用现代设计思想，研究新的分析计算方法，以提高设计计算的准确度。
为此，本文采用有限元分析法。
使用有限元分析，目前一般有三种作法：a)用数学关系式建模，用计算机算法语言编制了网格自动剖分程序、有限元分析程序、相关的前后处理程序、电磁计算程序；这是传统的有限元分析方法。
b)采用有限元分析软件对电机内的电磁场进行简单的分析计算，完成电机设计中的磁路部分的设计，利用MATLAB等类似软件编制了电磁计算等其他设计程序。
c)大量工作均用高级的有限元分析软件完成，诸如力矩、电感、磁力线、磁通、磁场强度均一次性得出，使设计真正成为一种优化设计，设计过程即为分析过程。
ANSYS Workbench 17·0有限元分析：第18章-电磁场分析
第18章 电磁场分析 在电磁学里，电磁场是一种由带电物体产生的物理场，处于电磁场的带电物体会感受到电磁场的作用力。
★18.1 电磁场基本理论电磁场理论由一套麦克斯韦方程组描述，分析和研究电磁场的出发点就是对麦克斯韦方程组的研究。
18.1.1 麦克斯韦方程组麦克斯韦方程组实际上是由4个定律组成，分别是安培环路定律、法拉第电磁感应定律、高斯电通定律（简称高斯定律）和高斯磁通定律（亦称磁通连续性定律）。
1. 安培环路定律无论介质和磁场轻度H 的分布如何，磁场中的磁场强度沿任何一条闭合路径的线积分等于穿过该积分路径所确定的曲面的电流总和，这里的电流包括传导电流（自由电荷产生）和位移电流（电场变化产生），利用积分表示为：()D Hdl J dS tΓΩ∂=+∂∫∫∫ （18-1）ANSYS Workbench 17.0有限元分析从入门到精通 式中，J 为传导电流密度矢量（A/m 2），D t∂∂为位移电流密度，D 为电通密度（C/m 2）。
2. 法拉第电磁感应定律 闭合回路中的感应电动势与穿过此回路的磁通量随时间的变化率成正比，利用积分表示为：(B Edl J dS tΓΩ∂=−+∂∫∫∫ （18-2） 式中，E 为电场强度（V/m ），B 为磁感应强度（T 或Wb/m 2）。
3. 高斯电通定律在电场中，不管电解质与电通密度矢量的分布如何，穿出任何一个闭合曲面的电通量等于已闭合曲面所包围的电荷量，这里的电通量也就是电通密度矢量对此闭合曲面的积分，积分形式表示为：v S DdS dv ρ=∫∫∫∫∫ （18-3）式中，ρ为电荷体密度（C/m 3）。
4. 高斯磁通定律在磁场中，不论磁介质与磁通密度矢量的分布如何，穿出任何一个闭合曲面的磁通量恒等于零，这里的磁通量即为磁通量矢量对此闭合曲面的有向积分，用积分形式表示为： 0SBdS =∫∫ （18-4） 式（18-1）~式（18-4）还分别有自己的微分形式，也就是微分形式的麦克斯韦方程组，分别对应式（18-5）~式（18-8）：D H J t ∂∇×=+∂ （18-5） B E t ∂∇×=∂ （18-6）D ρ∇= （18-7）0B ∇=（18-8）在电磁场计算中，经常对上述这些偏微分进行简化，以便能够用分离变量法、格林函数等求得电磁场的解，其解的形式为三角函数的指数形式以及一些用特殊函数表示的形式。
ANSYS仿真分析作业
ANSYS仿真分析作业ANSYS仿真分析是一种基于计算机辅助工程软件的分析方法，能够对复杂的工程问题进行模拟和评估，帮助提高工程设计的效率和可靠性。
本文将以ANSYS仿真分析作业为主题，就其基本概念、应用领域和优势进行1200字以上的阐述。
ANSYS仿真分析是一种基于有限元方法的数值计算技术，能够对各种物理现象进行分析，如结构力学、流体力学、电磁场、热传导等。
它通过将复杂问题离散为大量小单元，然后使用数学方法进行计算，最终得出近似解。
ANSYS软件具有强大的计算能力和丰富的分析工具，可以有效地模拟复杂的工程问题，并提供详细的结果和分析。
ANSYS仿真分析在各个领域都有广泛的应用。
在机械工程中，可以用于强度、刚度和振动等问题的分析，通过对零件和装配体进行分析，确定其可靠性和寿命。
在航空航天领域，可以模拟飞行器的飞行和结构载荷，优化设计并改进性能。
在汽车工程中，可以对汽车结构进行仿真分析，提高安全性和节能性能。
ANSYS仿真分析具有以下几个方面的优势。
首先，它可以帮助工程师在设计阶段就发现问题并作出改进，减少了实际测试的需求，从而节约了时间和成本。
其次，仿真分析具有高度的可重复性，不受人为误差的影响，可以反复进行测试和优化。
此外，它还可以模拟复杂的物理场景，如流体动力学中的湍流和多相流等，提供更真实的结果。
最后，ANSYS仿真分析还可以进行多物理场耦合分析，将不同场量的耦合引入分析模型中，实现更全面的分析。
然而，ANSYS仿真分析也存在一些限制。
首先，它的准确性和可靠性受到数值计算和材料模型的限制，需要进行合理的假设和边界条件的选择。
其次，并非所有工程问题都适合使用ANSYS仿真分析，有些问题需要其他方法的辅助分析。
此外，ANSYS仿真分析的使用需要一定的专业知识和技能，需要工程师具备一定的模拟分析经验。
综上所述，ANSYS仿真分析作为一种基于有限元方法的计算技术，在工程领域具有重要的应用价值。
通过模拟和评估复杂的工程问题，可以提高工程设计的效率和可靠性，节约时间和成本。
ANSYS电磁场分析教学指南
第一章磁场分析概述1.1磁场分析对象利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模块中的电磁场分析功能，ANSYS可分析计算下列的设备中的电磁场，如：·电力发电机·磁带及磁盘驱动器·变压器·波导·螺线管传动器·谐振腔·电动机·连接器·磁成像系统·天线辐射·图像显示设备传感器·滤波器·回旋加速器在一般电磁场分析中关心的典型的物理量为：·磁通密度·能量损耗·磁场强度·磁漏·磁力及磁矩· S-参数·阻抗·品质因子Q·电感·回波损耗·涡流·本征频率存在电流、永磁体和外加场都会激励起需要分析的磁场。
1.2ANSYS如何完成电磁场分析计算ANSYS以Maxwell方程组作为电磁场分析的出发点。
有限元方法计算的未知量（自由度）主要是磁位或通量，其他关心的物理量可以由这些自由度导出。
根据用户所选择的单元类型和单元选项的不同，ANSYS计算的自由度可以是标量磁位、矢量磁位或边界通量。
1.3静态、谐波、瞬态磁场分析利用ANSYS可以完成下列磁场分析：·2-D静态磁场分析，分析直流电(DC)或永磁体所产生的磁场，用矢量位方程。
参见本书“二维静态磁场分析”·2-D谐波磁场分析，分析低频交流电流(AC)或交流电压所产生的磁场，用矢量位方程。
参见本书“二维谐波磁场分析”·2-D瞬态磁场分析，分析随时间任意变化的电流或外场所产生的磁场，包含永磁体的效应，用矢量位方程。
参见本书“二维瞬态磁场分析”·3-D静态磁场分析，分析直流电或永磁体所产生的磁场，用标量位方法。
参见本书“三维静态磁场分析（标量位方法）”·3-D静态磁场分析，分析直流电或永磁体所产生的磁场，用棱边单元法。
基于ANSYS软件的电机电磁场有限元分析
收稿日期:2004-02-05基于ANSYS 软件的电机电磁场有限元分析黄劭刚,夏永洪,张景明(南昌大学,江西南昌330029)The Electromagnetic Field Finite Element Analysis Base on ANSYS H UAN G Shao -gang ,X ia Yong -hong ,Zhang j ing -ming(Nanchang University,Nanchang 330029,China )摘 要:介绍了应用AN SYS 自带的APDL 编程语言进行软件开发,将该软件应用于同步发电机空载磁场分析中,在电机的电磁场计算中实现了电机的自动旋转、自动施加载荷的功能,使用、修改方便,并且计算速度快。
通过对电磁场计算结果的后处理,得出了同步发电机的旋转磁场波形和电压波形。
样机测试结果验证了分析结果的正确。
关键词:AP DL 语言;同步发电机;电磁场;有限元中图分类号:TM 341 文献标识码:A 文章编号:1004-7018(2004)05-0012-03Abstract:T he softw ar e developed w ith APDL language of A NSYS is intro duced and is used for the analysis of no -load electromagnetic field of the synchronous g enerato r,and realizes t he machine s auto-rotate and auto -load.T he software is con venient in use and is fast in calculation.By dealing w ith the calcu lation result of t he electromagnetic field,the w av eshapes of the r otated electro magnetic field and the vo ltage are obtained.T he analysis of electromagnetic result is verified by the test r esult.Keywords:A PDL Language;synchronous generator;electro magnet ic field;finite element1前 言ANSYS 软件是一个功能强大、灵活的,融结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型通用有限元分析软件。
论文ANSYS分析电磁流程问题及实例分析
ANSYS分析电磁流程问题及实例分析专业：通信工程姓名：陈开指导教师：程银琴摘要本文根据ANSYS软件的特性，详细分析了电磁流程问题的处理过程，以及与理论和实际应用密切相联系，分析电磁流程中不易掌握的问题。
通过实例分析重点讨论了应用ANSYS 软件对高频电磁场分析所涉及的有限元分析和电磁场等方面的基本理论,叙述分析电磁场进行参数设置的具体问题和要求,研究了ANSYS在高频电磁场问题中关于同轴波导的详细分析步骤及为了保证计算结果的准确性所必须注意的事项。
在实例中，主要分析对电场和磁场在频率或模型角度大小的参数为变量的情况，电场和磁场随着变量的变化过程，还有S参数的变化。
借助实例分析加深对ANSYS的认识和对电磁场特性的了解。
关键词ANSYS，高频电磁场，S参数，同轴传输线，场分布ABSTRACTThe paper is based on the features of ANSYS software, Analyzed the detailed problem of electromagnetic flow, and closely related to theoreticcal and practical applications and analyzed some difficult issues. The paper’s example of High-frequency electromagnetic fields aims at finite element analysis and electromagnetic field , it’s about described the specific request and practical meanings of parameter setting. The main study about solve and keep the correct result that coaxial cable of High-frequency electromagnetic fields of ANSYS. In the case , analyzed mainly about a parameter is changed with frequency and model size of electric and magnetic fields, and a parameters of S. With the help of case, it can make deep comprehension and grasp the features of Electromagnetic field.Key Words：ANSYS, High-frequency electromagnetic field, S- Parameters目录0引言 (1)1 ANSYS 在高频电磁场分析中用到的主要单元和电磁宏 (2)2 高频电磁场谐波分析的步骤 (4)2.1 建立物理环境 (4)2.1.1设置GUI菜单过滤，定义分析标题 (5)2.1.2定义单元类型和实常数 (6)2.1.3定义单元坐标系，说明分析计算使用的单位制及材料特性 (7)2.2 建立模型、定义材料特性、划分网格、加边界条件和载荷（激励） (8)2.2.1 定义模型各部分的特性 (9)2.2.2 划分网格 (9)2.2.3 加载边界条件和载荷（激励） (10)2.3 求解高频谐波分析 (12)2.3.1定义分析类型 (14)2.3.2定义分析选项和设置分辨率 (14)2.3.3 备份数据库和求解 (15)2.4结果查看 (16)3 同轴导波实例分析 (16)3.1 频率变化时的情况 (17)3.2角度变化的情况 (21)3.3 尺寸变化的情况 (23)3.3.1纵向长度的变化 (23)3.3.2 半径长度的变化 (25)3.4 磁导率和介电常数的变化情况 (28)3.5两个典型的模型 (32)4 结束语 (33)5 参考文献 (34)0引言ANSYS软件由ANSYS公司研发的大型通用有限元分析软件，具有单线性静态分析和复杂非线性动态分析多种分析能力[1], 从70年代诞生到今天,经过不断吸取计算方法和计算机技术的最新进展,将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合,已经能够成为紧跟计算机软硬件水平发展的最新型、用户界面友好、功能丰富、使用高效的有限元软件系统。
ANSYS电机磁场分析
ANSYS电机磁场分析ANSYS电机磁场分析是一种利用计算机仿真技术来模拟和分析电机磁场行为的方法。
它可以帮助工程师更准确地预测电机的性能和行为，优化设计，节省成本和时间。
在本文中，我们将详细介绍ANSYS电机磁场分析的原理、应用和优势。
首先，让我们来了解一下ANSYS电机磁场分析的原理。
ANSYS电机磁场分析是基于有限元法的磁场仿真技术，它通过将电机模型划分为许多小单元来离散化计算域，并根据麦克斯韦方程组（包括安培定律和法拉第电磁感应定律）建立电场和磁场方程。
然后使用数值计算方法，如有限差分法、有限元法或边界元法，求解这些方程，得到电磁场的分布情况。
ANSYS电机磁场分析的应用非常广泛，适用于各种类型的电机，包括直流电机、交流电机和无刷直流电机。
它可以用于预测电机的输出功率、扭矩、效率和温度等性能指标，也可以用于优化电机的设计参数，如绕组形状、磁路结构和冷却系统等。
此外，ANSYS电机磁场分析还可以用于故障诊断和故障检测，通过观察电磁场的异常变化来判断电机是否存在故障。
与传统的试验方法相比，ANSYS电机磁场分析具有许多优势。
首先，它可以提供高精度的结果，尤其在复杂几何形状和非线性材料的情况下。
其次，它可以快速计算出电机的性能参数，避免了繁琐的试验过程和高昂的试验成本。
此外，ANSYS电机磁场分析还可以帮助工程师更好地理解电机的工作原理和内部结构，为电机的优化设计提供参考。
在进行ANSYS电机磁场分析时，需要考虑一些关键因素。
首先是边界条件的设置，包括电机的输入电压、电流密度和绝缘材料等。
其次是材料特性的输入，如导磁率、电导率和磁饱和特性等。
此外，还需要准确地建立电机的几何模型，并设置合适的网格划分和求解参数，以保证计算的准确性和效率。
总而言之，ANSYS电机磁场分析是一种强大的工具，可以帮助工程师更好地理解和优化电机的性能。
它可以提供高精度的结果，快速计算各种性能指标，并帮助诊断和检测电机故障。
ansoft与ansys实例分析结果对比_计算针板放点问题 电磁场数值计算
题目：用Ansys 计算针板放点问题，与Ansoft 计算结果比较 解： 1． 模型： （1）AnsoftAnsoft 针板放电问题中的模型如下图：板：长50mm ，厚4mm,铜针：与板最近距离6mm ，宽20mm ，长40mm ，针头倾角45度。
铜材 背景：真空材料：铜电导率为5.8e+007，r ε=1。
真空，r ε=1 加载：针头加载电压1000V ，板0V 。
（2）ANSYSa ）模型如下图：轴对称模型，尺寸与Ansoft 模型相同。
这里将背景设半径为板针最大尺寸4倍左右的圆型域。
最外层为远场。
b)单元：PLANE121，8节点，DOF为VOLT远场单元：INF110。
C）其他：材料属性和加载电压与ansoft相同。
边界条件：最外侧圆弧为无限远。
剖分时，将自动剖分和手动剖分结合，结果如下所示：2．结果（1）电位云图：（2）E矢量图：（3）最短路径上电场分布：计算中发现，随着针头处剖分加密，电场最大值显著上升。
这里，在计算时间允许的情况下，主要改变针头部的剖分密度计算，得到如下结果。
a)10000单元2）20000单元3)35000单元再增大剖分密度，ansys会出错并自动退出。
3.Ansys与Ansoft结果对比：1）电位云图Ansoft Ansys2）E矢量图Ansoft Ansys3）最短路场强计算，比较最大值Ansoft Ansys4.5*e6V/m 2.9*e6V/m3．比较分析：从结果角度说，ansoft的云图和矢量图都较美观，如果剖去此对人的影响，ansoft的结果也是较好的。
E最大值计算充分说明这点：Ansys计算结果随着剖分密度上升而上升，但未达最终就因为出错不能再计算了，而Ansoft可以给出符合E上升趋势的更好的结果。
从使用角度，Ansys需要选择单元类型，且需要人工剖分。
它的图形界面操作不便，且命令复杂。
与ansoft差距很大。
但ansys也有专门针对工程师的简化workbench版，在一定程度上有了改进。
ANSYS有限元分析在电磁学仿真实验中的应用
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ Ｅｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎｅ ｉｃ ｔ ｅ ｘｐ ｅ ｉｍ ｅ ｒ ｎ ｔ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｕ ｓ ｉ ｎｇ ｔ ｈ ｅ ＡＮＳＹＳ ｉｎｉ ｆ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ － ｗａ ｒ ｅ ｔ ｏ ｃ ａ ｒ ｒ ｙ ｏ ｕ ｔ ａ ｎ ａ ｎ ａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｍａ ｇ ｎｅ ｔ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ｌ ｉ ｎｅ ｓ ａ ｎｄ ｌｕ ｆ ｘ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｇ ｒ ａ ｄｉ ｅ ｎ ｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ — ｔ ｉ ｃ ｓ ｏ ｆ ｑ ｕ ａ ｄ ｒ ｕ ｐ ｌ ｅ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｔ ｗｏ — ｄｉ ｍｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｃ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｉｅ ｆ ｌ ｄ ａ ｓ ｗｅ ｌ ｌ ａ ｓ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｌ ｏ ｓ ｓ ｄ ｅ ｎ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ
０ 引言
电磁场 实验 是基 于 电磁场 理论 以研 究 电气 与
杂， 因此 ， 传 统 的 电磁 学 实验教 学 方法无 法使 学 生
深刻理解电磁场 中的许多概念， 从 而影 响整个课 程 的学 习 ， 对 后续 课 程 的学 习也 造成 了一 定 的影 响。利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有限元分析软件可模 拟出电磁 场 中的物理量 ， 以图形化方式显示其分布及其计
ａ ｃ ｈ ｉ ｅ ｖ ｅ ｄ， ａ ｎ ｄ ｈｅ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈｏ ｗ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ｔ ａ ｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ＡＮＳ ＹＳ ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ｉ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｒｏ ｔ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｔ ｉ ｃ ｒ ｅ ａ ｌ ｍ ｆ ａ ｃ ｉ ｌ ｉ ｔ ａ ｔ ｅ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ ｓ ｔ ｎｄ ａ ｉ ｎ ｇ ｎｄ ａ ｇ ｒ ａ ｓ ｐｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ａ ｂ ｓ ｒａ ｔ ｃ ｔ ｃ ｏ ｎ ｃ ｅ ｐｔ ｎｄ ａ ｈｅ ｔ ｏ ｒ ｙ ｃ ｏ ｎｃ ｅ ｎｅ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｅ ｎ ｈ ｎｃ ａ ｅ ｓ ｈｅ ｔ ｉ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｎ ｐ ｒ ａ ｃ ｉｃ ｔ ｅ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｍａ ｇ ｎ ｅ ｉ ｔ ｃ ｓ ｉ ｍｕｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｘ ｐｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ； ＡＮＳ ＹＳ； ｔ ｗｏ — ｄ ｉ ｍｅ ｎｓ ｉ ｏ ｎａ ｌ ｓ ｔ ａ ｉｃ ｔ ｍａ ｇｎ ｅ ｉｃ ｔ
Ansys电磁场分析简介
ANSYS磁场分析的类型（续2）
3-D瞬态磁场分析，分析随时间任意变化的电流或外场 所产生的磁场，用基于单元边的方法。这种方法适用 于大部分瞬态磁场分析。 3-D静态磁场分析，基于节点，用矢势法。 3-D谐波磁场分析，基于节点，用矢势法。 3-D瞬态磁场分析，基于节点，用矢势法。
7、什么是磁标势法
可用来分析以下设备
电力发电机 变压器 螺线管 电动机 磁成像系统 回旋加速器 磁悬浮装置 图像显示设备传感器
磁带和磁盘驱动器 波导 谐振腔 开关 天线辐射 滤波器 等离子体装置 电解槽
用于Ansys电磁场分析的有限元公式由磁场的Maxwell 方程组导出，通过将标量势或边界通量引入Maxwell方 程组中考虑其电磁性质关系，就可以开发出适合于有 限元分析的方程组。
工程问题
搜集相关资料 决定分析项目 获取材料的机械性质及几何条 件、外力、边界条件 建立有限元模型 材料性质 几何形状的定义 元素切割的产生 加边界条件 加负荷条件 加时间变化情形 分析 分析结果显示与打印 不合理 不合理 结果研判 合理 提出改进方法 问题解决或得到最佳设计 解题程序 Solution 后置处理 Post processing
ANSYS电场分析功能可用于研究电场的三方面的问题：电流传导、静电分析和电路分析。 感兴趣的物理量包括电流密度、电场强度、电势分布、电通量密度、传导产生的焦耳热、贮能、力、电容、电 流以及电势降等。 主要优点之一是耦合场分析功能。磁场分析的耦合场载荷可被自动耦合到结构、流体和热单元上。此外在对电 路耦合器件的电磁场分析时，电路可被直接耦合到导体或电源，同时也计及运动的影响。
有限元方法
- 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)。
期末大作业
题目：简单直流致动器
ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名：柴飞龙
学科（专业）：机械工程
学号：21225169
所在院系：机械工程学系
提交日期2013 年 1 月
1、 背景简述：
ANSYS 软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件，是现代产品设计中的高级CAE 工具之一。
而ansoft Maxwell 软件是一款专门分析电磁场的分析软件，如传感器、调节器、电动机、变压器等。
本人在实验室做的课题涉及到电机仿真，用的较多的是ansoft 软件，因为其对电机仿真的功能更强大，电机功能模块更多，界面友好。
现就对一电磁场应用实例，用ANSYS 进行仿真分析，得到的结果与ansoft 得到的结果进行简单核对比较。
2、 问题描述：
简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯，中间被空气隙分开的部件组成，线圈中心点处于空气隙中心。
衔铁是导磁材料，导磁率为常数（即线性材料，r μ=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（1=r μ），匝数为2000，线圈励磁为直流电流：2A 。
模型为轴对称。
3、 ANSYS 仿真操作步骤：
第一步：Main menu>preferences
第二步：定义所有物理区的单元类型为PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete
第三步：设置单元行为
模拟模型的轴对称形状，选择Options（选项）
第四步：定义材料
Preprocessor>Material Props>
•定义空气为1号材料(MURX = 1)
•定义衔铁为2号材料(MURX = 1000)
•定义线圈为3号材料(自由空间导磁率，MURX=1)
第五步：建立衔铁面、线圈面、空气面
Preprocessor>Modeling>Greate>Area>Rectangle>By Dimensions 建立衔铁面
建立线圈面
建立空气面
最终结果
第六步：用Overlap迫使全部平面连接在一起Preprocessor> Modeling>Booleans>Operate> Overlap>Areas 按Pick All
第七步:
平面要求与物理区和材料联系起来
Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas
用鼠标点取衔铁平面
Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas
选取线圈平面
第八步：加磁通量平行边界条件
Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>boundary>Vector Poten>Flux par’1>On lines
选取如下边界线段
第九步：智能尺寸选项来控制网格大小
Preprocessor>-Meshing>Size Cntrls>smartsize>basic
第十步：网格生成
Preprocessor >Meshing>Mesh>Areas>Free>
Pick All
结果如下：
第十步：衔铁定义为一个单元组件（1）选择衔铁平面
Utility>select>entities
（2）选择与已选平面相对应的单元
（3）图示衔铁单元
Utility>plot>elements
第十一步：使单元与衔铁组件联系起来
Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component
第十二步：加力边界条件标志
Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>Magnetic>Flag>Comp Force
第十三步：给线圈平面施加电流密度
（1）选择线圈平面
Utility>Select>Entity
（2）得到线圈截面积.
Preprocessor>Modeling>Booleans>Operate Operate>Calc Geometric Items>Of Areas
选择OK
（3）将线圈面积赋予参数CAREA
Utility>Parameter>Get Scalar Data
第十四步：把电流密度加到平面上
Preprocessor> Solution>Define loads>Apply>Excitation>Curr Density>On Areas
第十五步：solve进行计算
Preprocessor> Solution >solve>electromagnet>Static Analysis>Opt & Solve
第十六步：后处理
（1）生成磁力线圈
General Postproc>plot results>Contour Plot>2D flux lines
（2）计算电磁力
General Postproc>Elec&Mag Calc>Component Based>Force
(3)显示总磁通密度值(BSUM)
General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solution
最后结果如下：
此时，完成了用ANSYS仿真分析简单直流致动器的全部过程，之后将附上用ansoft 仿真同一简单直流致动器的结果并做简单比较。
4、ansoft仿真分析计算结果：
5、对比结果分析：
通过ANSYS和ansoft对同一模型进行电磁场仿真分析，其磁力线分布相同，磁通量分布也相同。
但其各自有各自的优缺点。
ANSYS最大的好处在于网格控制好，程序开放性极强，做耦合。
它能与多数CAD 软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。
Ansoft是专门用来仿真电磁场的软件，其界面比ansys更友好，功能模块更多，尤其是仿真电机，优势更大。
在此例仿真中，用ansoft可以不用定义自然边界条件、狄里克莱边界条件，只需确定对称边界条件即可，在设定激励条件时，不用知道线圈的面积，可以直接设定电流密度。
但总体上来讲，就本例而言，由于模型比较简单，用两个软件
仿真差别不大。