很好的一个ansys实例

2.1-5
2.1-6
3
• 选择Options（选项），进入单元设置界面 • 修改K3选项 Element behavior（单元特征）为Axisymmetric（轴对称）
K1－单元自由度 K2－速度效应 K3－单元特征 K4－单元坐标系
2.1-7
• 定义材料参数 Preprocessor > Material Props > Material Models
边界条件也可以在 网格剖分前施加
通量垂直（自然满足）
2.1-17
• 给线圈平面施加电流密度 Js = 2×1000/ACOIL ACOIL —— 线圈截面面积
• 选择线圈平面 Utility >Select > Entities
• 选择线圈平面
• Preprocessor > Modeling > Operate >
铁芯 线圈
切去一部分线圈以便看到极面间空隙
2.1-2
1
材料
空气: μr = 1 铁芯: μr = 1000 线圈: μr = 1
激励
线圈励磁电流 i = 2 A/N 匝数 N = 2000
35
Y 单位 (mm)
Iron
Coil X
轴对称计算模型
2.1-3
前处理（GUI方式）
• 设置电磁学预选项（过滤器） • 对各物理区定义单元类型 • 定义材料参数 • 创建几何实体模型
Overlap后，平面 相互连接，在网格 剖分生成有限元模 型时，平面将共享 交界边上的节点
Overlap后，原先 的平面被删除，新 的平面被重新赋予 新的编号
Overlap前
Overlap
Overlap后
SAVE_DB
2.1-13
• 对各物理几何模型施加材料属性和单元属性 Preprocessor > Meshing > MeshTool
• 定义空气为1号材料（MURX = 1） > Electromagnetics > Relative Permeability > Constant
1号材料
相对磁导率
2.1-8
4
• 定义铁芯为2号材料（MURX = 1000） > Edit > Copy
新材料号
Apply自动循环定 义下一个材料号
选中铁芯单元
2.1-21
• 创建铁芯单元组件（Component） Utility > Select > Comp/Assembly > Create Component
输入组件名称
• 施加计算力标志 Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Magnetic > Flag > Comp. Force / Torque
SAVE_DB
即使只有一种选项， 也要鼠标选取
2.1-22
11
• 求解器设置
求解
Solution > Analysis Type > New Analysis
Solution > Solve > Electromagnetic > Static Analysis > Opt&Solv
适用于用非线 性，本题忽略
② ①
④
③
⑤
• 给铁芯、线圈和空气模型分别赋予2、3、1号材料
和1号单元
SAVE_DB
2.1-14
7
• 网格设置以及网格划分生成有限元模型 Preprocessor > Meshing > MeshTool
①
设置网格
精度
④
• PlotCtrls > Numbering
设置网格
②
形状
③
2.1-15
• 转换模型单位制 由 m → mm Preprocessor > Modeling > Operate > Scale > Areas
2.1-9
• 定义线圈为3号材料（MURX = 1） > Material > New Model
指定材料号
SAVE_DB
2.1-10
5
• 建立铁芯面 Preprocessor > Modeling > Create > Areas > Rectangle > By Dimensions TAB 键切换输入窗口
2.1-25
• 绘制磁密矢量分布 General Postproc > Plot Results > Vector Plots > Predefined
显示放大系数
2.1-26
13
• 计算力 General Postproc > Elec&Mag Calc > Component Based > Force 铁芯上力是在总体坐标系下表示的，此力的方向为使气隙缩小
• 建立线圈面
2.1-11
• 建立空气面 • 打开面的数字和颜色显示选项
PlotCtrls > Numbering
2.1-12
6
• 设置面的重叠（Overlap），使相互连接 Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Overlap > Areas
2.1-23
后处理
• 绘制磁力线分布
General Postproc > Plot Results > Contour Plots > 2D Flux Lines
间隔密度
26等份
通常情况下可以使用缺省设置
单元边缘围绕的一个红色轮 廓表示该区域为同类材料号
2.1-24
12
• 绘制磁密分布（BSUM） General Postproc > Plot Results > Contour Plots > Nodal Solu
2.1-20
10
• 计算力标志（Flag）需要设置在单元部件上（Component / Assemble）， 即一组被赋予“名称”的单元集合
• 把铁芯定义为一个单元组件 – 选择铁芯几何平面 Utility > Select > Entities
点击选中铁 芯平面 A2
Plot > Elements
第二章 第1节
二维静磁场分析步骤
实例: 简化的直流致动器模型
• 问题描述 – 2个实体圆柱铁芯，中间被空 气隙分开 – 线圈中心点处于空气隙中心
• 分析要求 – 磁力线分布 – 磁密分布 – 电磁力
• 仿真前预分析 – 静磁场、轴对称模型 – Plane 53单元 – 3种材料 – 载流绞线圈（施加电流密度 ）
SAVE_DB
2.1-16
8
• 施加通量平行边界条件（Flux Parallel） Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Magnetic > Boundary > Vector Poten > Flux Par’l > On Lines
通量平行
SAVE_DB
2.1-19
• 对线圈施加电流密度 Preprocessor > Loads > Define Loads > Apply > Magnetic > Excitation > Curr Density > On Areas （因为只激活了线圈平面，可在选取框内选择Pick All）
SAVE_DB
2.1-27
14
Calc Geom Items > Of Areas
• 选择 Normal & OK • Parameters > Get Scalar Data
获取线圈截面面积参数
2.1-18
9
• 线圈截面积参数的获取，用于后面电流密度输入
输入参数名
去掉面号（如果有） 相应于几何面积总和
ห้องสมุดไป่ตู้
• Parameters > Scalar Parameters
– 铁芯 – 线圈 – 空气 • 生成有限元模型 – 赋予各几何物理区相应的材料、单元类型 – 网格设置以及划分几何模型生成有限元模型 • 施加边界条件和电流激励 • 设置求解量标志（Flag）
2.1-4
2
• 设置项目文件存储路径和项目文件名 File > Change Directory & File > Change Jobname
• 设置预选项，选择磁场分析器，过滤掉其它应用的菜单 Main menu > Preferences
• 定义分析中需要用到的单元类型： PLANE53 Preprocessor > Element type > Add/Edit/Delete
• 选择磁矢量和8节点53号单元
单元类型库 单元参考编号
OK与Apply的区别