ansys有限元电磁场仿真分析教程
ANSYS仿真电磁系统温度场步骤
ANSYS仿真电磁系统温度场步骤1.创建几何模型：在ANSYS中，可以使用多种方法创建电磁系统的几何模型，包括使用建模工具、导入CAD文件或使用ANSYS的几何建模工具。
确保几何模型完整且准确。
2.定义材料属性：对于每个几何体，需要为其分配材料属性。
这些属性包括热导率、比热容和密度等。
可以使用材料库中的标准材料，也可以定义自定义材料属性。
3.设置边界条件：在仿真中，需要设置边界条件来模拟实际操作条件。
对于电磁系统的温度场仿真，需要设置壁面流动条件和散热条件等。
4. 网格划分：将几何模型离散化为小区域，即网格或网格。
这可以通过使用ANSYS网格工具手动创建网格，或者使用ANSYS自动网格生成器，如AutoMesh或TGrid。
5.定义热源：对于电磁系统的温度场仿真，可能存在电磁源，如电流或电压。
需要定义这些热源，并将其添加到仿真模型中。
6.定义边界条件：除了热源之外，还需要为仿真模型定义边界条件，如固定温度、固定热流或固定热通量条件。
这些边界条件将在仿真过程中施加在模型的边界处。
7.定义求解器设置：在ANSYS中，可以选择不同的求解器来求解热传导问题。
根据实际需求，可以选择稳态或瞬态求解器，并定义其他相关设置，如收敛准则和求解步长等。
8.运行仿真：完成所有前期准备工作后，可以运行仿真并等待结果。
ANSYS将根据定义的边界条件和材料属性，求解电磁系统的温度场分布。
9.结果后处理：一旦仿真完成，可以对结果进行后处理和分析。
可以查看温度分布图、温度剖面图或导出结果以供进一步分析和使用。
10.优化设计：根据分析和后处理结果，可以对电磁系统的设计进行优化。
可以将结果与实际需求进行比较，并根据需要进行设计修改。
总结：使用ANSYS进行电磁系统温度场仿真的步骤主要包括创建几何模型、设定材料属性、确定边界条件、网格划分、定义热源和边界条件、设置求解器参数、运行仿真、结果后处理和优化设计。
这些步骤将帮助工程师分析和优化电磁系统的温度场，并提供有关系统的详细信息。
ANSYS有限元分析二维静态磁场仿真
一周总结报告一、ANSYS学习1.学习情况目前正在边看书籍边操作ANSYS系统，已经了解了ANSYS的基本操作系统以及ANSYS 分析过程的三大步骤，大体上知道了它的整个工作流程。
目前正在深入仔细学习每一部分的详细步骤。
现在已经学习了ANSYS有限元分析典型步骤、实体建模、网格划分、创建有限元模型，正在学习加载和求解这一部分。
2.理论知识(1)网格划分与创建有限元模型①设置单元属性，包括：a.选择单元类型，如常用的有PLANE13，PLANE53，INFIN110；在Element Type中设置；b.设置单元实常数，如线圈横截面积、匝数、导体填充率等；c.设置材料属性，如泊松比、材料密等；d.设置单元坐标系统。
②通过网格划分工具设置网格划分属性包括：a.单元属性分配设置，作用是在网格划分之前为模型(包括实体和有限元模型)分配单元属性；b.智能划分水平控制；c.单元尺寸控制，单元尺寸的意思是单元边的长度。
③实体模型的划分ANSYS有两种方式对实体模型进行网格划分。
映射网格划分方法：最大特点就是必须使用形状规则的单元划分，对于面对象必须使用三角形单元或四边形单元，对于体对象只能使用六面体单元。
故划分对象必须形状规则。
不是任何形状的对象都能用映射网格划分。
(2)加载和求解有限元分析的主要目的在于得到系统在特定激励源和边界条件下的响应。
这些激励以及边界条件统称为载荷。
所以载荷包括边界条件和激励。
磁场分析中常见的载荷有磁势、磁通量边界条件等。
载荷分为六大类：自由度约束、集中力载荷、面载荷、体载荷、惯性载荷以及耦合场载荷。
关于载荷步、子步和平衡迭代，通过阅读理论知识自己的理解的总结是：一个实际加载过程需要多次施加不同的载荷才能满足要求，每一步就称为一个载荷步。
一个载荷步可以通过多个子步来逐渐施加。
平衡迭代用于考虑收敛的非线性分析。
3.仿真结果目前按照教程的步骤将ANSYS从建立模型到加载求解再到查看后处理器的整个分析过程大体操作了一遍，目的就是先通过简单模型熟练ANSYS的整体操作。
ANSYS仿真电磁系统温度场步骤
A N S Y S仿真电磁系统温度场步骤-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN应用ANSYS对接触器电磁系统热场仿真步骤1、熟悉掌握ANSYS软件的基本操作。
2、建模(Modeling)。
通过ANSYS前处理器中的Modeling对电磁系统进行建模，可适当进行一些简化。
需要建一大的空气体将整个电磁系统包住。
3、选择单元(Element Type)。
ANSYS软件中SOLID97单元可以进行电磁场与温度场的顺序耦合，所以选择这个单元进行磁场的分析。
选择好单元后，进行自由度设置，这方面可以详细阅读ANSYS的help文件中关于SOLID97单元的介绍。
电磁系统中线圈是载压型线圈，它的SOLID97单元的自由度就应该选择AX、AY、AZ、CURR；其他部件为了进行涡流场计算，选择AX、AY、AZ、VOLT。
4、材料属性设置(Material Props)。
电磁系统中包含硅钢片、分磁环、线圈、骨架以及空气体，需对每个部分设置相应的材料属性。
本次分析涉及到的材料属性有相对磁导率、电阻率、热传导系数和对流散热系数，查阅相关材料手册获得这些参数。
对于受温度影响的参数需将其与温度变化的关系设置好。
5、对模型各部分赋相应的材料、坐标系、实参数(Meshing)。
对于线圈单元，需进行实参数定义，包括线圈横截面、匝数、体积、电流方向矢量、对称系数和填充系数（线圈体积可以通过建好的模型直接获得）。
线圈的单元坐标系必须为圆柱局部坐标系。
其他部分可以使用全局坐标系，不需要实参数。
6、划分网格(Meshing)。
具体如何划分需通过自己不断尝试。
网格划分越密，计算越精确，但计算速度很慢，对电脑内存要求很大，所以需不断调试。
7、耦合线圈单元CURR自由度(Coupling/Ceqn)。
选中线圈所有节点进行耦合。
8、加载磁场分析的边界条件和载荷(Loads)。
线圈电压加载在线圈单元上，电压大小为峰值，相角为0。
有限元ansys电磁场分析详解PPT课件
• 选择OK
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• 重复这些步骤，定义定子磁体材料3
• 为转子磁体平行磁化方向定义11号局部坐标系 • 水平方向反时针30度（总体坐标+X 轴） • 局部坐标系原点与总体坐标系一致 Utility>workplane>local coord. systems>create local CS>at specified location
• 选择 OK • 与前面一样重新设置衔铁的关联 • 对除有约束方程的节点外的所有外部节点重新施加平行条件 • 执行求解
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• 显示磁通密度和磁力线迭加图 – 由于衔铁位置改变，磁力线随 着变化 – 定子内最大磁密BSUM增大 – 模型交界处磁场连续
BSUM (T)
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谢谢您的观看！
第33页/共33页
2.5-33
第17页/共33页
• 模拟有许多磁极的电机，周期性边界 条件非常有用
• 右图显示的是一个10极永磁电机
• 模拟转子的运动。当转子转动时，电 流会变化。
• 定子槽内显示电流密度
• 本模型也允许转子和定子相互独立
• 观看动画，可执行动画文件:
mach2d.avi
定子
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转子
约束方程—不相同网格
• 将定子一侧边界上的节点建立组件. • 选择定子模型边界上线段 • 选择STATOR组件 • 再选择边界上线段 • 选择所选线段上的全部节点 • 建立单节点组件CE_N
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定子内半径 全部节点
• 选择衔铁组件ARMATURE • 选择节点组件 CE_N • 应用约束方程生成器
Preproc>coupling/ceqn>adjacent regions
ANSYS有限元分析——课程PPT课件
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
12.ANSYS/DesignSpace：该模块是ANSYS的低端产品， 适用与设计工程师在产品概念设计初期对产品进行基 本分析，以检验设计的合理性。其分析功能包括：线 性静力分析、模态分析、基本热分析、基本热力耦合 分析、拓扑优化。其他功能有：CAD模型读取器、自 动生成分析报告、自动生成ANSYS数据库文件、自动 生成ANSYS分析模板。产品详细分类： DesignSpace for MDT DesignSpace for SolidWorks Standalone DesignSpace ： （ 支 持 的 CAD 模 型 有 ： Pro/E 、 UG 、 SAT、Parasoild）
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8. ANSYS/ED：该模块是一个功能完整的设计模拟程序， 它拥有ANSYS隐式产品的全部功能，只是解题规模受 到了限制（目前节点数1000）。该软件可独立运行， 是理想的培训教学软件。
9. ANSYS/LS-DYNA：该程序是一个显示求解软件，可 解决高度非线性结构动力问题。该程序可模拟板料成 形、碰撞分析、涉及大变形的冲击、非线性材料性能 以及多物体接触分析，它可以加入第一类软件包中运 行，也可以单独运行。
有限元分析的基本步骤如下： • 建立求解域并将其离散化有限单元，即将连续问题分
解成节点和单元等个体问题； • 假设代表单元物理行为的形函数，即假设代表单元解
的近似连续函数； • 建立单元方程； • 构造单元整体刚度矩阵； • 施加边界条件、初始条件和载荷； • 求解线性或非线性的微分方程组，得到节点求解结果；
文档仅供参考，如有不当之处，请联系本人改正。
6. 声学分析 ●定常分析 ●模态分析 ●动力响应分析
ANSYS有限元案例分析之磁场分布仿真案例
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
二，前处理
•3 创建模型
2）生成四分之一圆，圆心（0,0）半径20： Main Menu:Preprocessor>Modeling>Create
>Areas>Circle>Partial Annulus。Rad-1 输入20 ；Theta-2输入90；点击OK。
中选择Axisymmetric；同理选择type2做如上操作。
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理
• 2定义材料特性
1）相对磁导率 Main Menu: Preprocessor > Material Props >Relative Permeability>Constant
ANSYS有限元案例分析之磁场 分布仿真-两平行圆环电产生
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
一，前处理前的操作
•1 文件路径，工作名称和工作标题的设定。
1）文件路径：Utility Menu：File>Change Directory 2）工作名称：Utility Menu：File>Change Jobname 3）工作标题：Utility Menu：File>Change Title
ANSYS有限元案例分析-两平行圆环电产生磁场分布仿真
四，求解
• 7 往路径上映射变量的数值： Main Menu>General Postproc>Path Operation>Map onto Path。左边一栏选择Flux&gradient，右边选择 MagFluxDens BSUM，点击OK。
电磁场有限元分析ANSYS ppt课件
FEA internally coupled with circuit elements
Coupled with external circuits using Schematic
Three phase power transformer
15
Rectifier Circuit
16
17
Eddy Currents Induced in an Aluminum Plate
法。。。，对简单场域，单一介质、规则场域适用，物理含义清楚
➢ 数值解法 现代计算方法，复杂场域、多介质、各向异性介质，几乎
所有场域问题
7
0绪
4.数值解法的种类
➢ 有限差分法 （Finite Difference Methods FDM） ➢ 有限元素法（Finite Elements Methods FEM） ➢ 体积分方程法 (Volume Integral Equation Methods VIEM) ➢ 边界元素法(Boundary Elements Methods BEM) ) ➢ 混合法 (Hybrid Methods) ➢ ………
Coil
Aluminum Plate
Time average values: Power loss (eddy solver) = 4.60 W
Power loss (transient) = 4.46 W
18
19
20
21
电磁场有限元分析
0 绪论
1 电磁场理论回顾 （电磁场微分方程）
2 有限元原理
（加权余量法、变分法、边界条件）
3 有限元实施
（1，2维）
4 有限元求解电磁场问题的现代方法
（有限元计算软件的使用）
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电磁场分析指南磁宏
ANSYS电磁场分析指南磁宏磁宏分析是ANSYS中的一种电磁场分析方法，用于模拟磁场中的行为。
它基于麦克斯韦方程组和磁性材料的本质特性，可以用来研究磁场的分布、场强和磁通量等。
以下是使用ANSYS进行磁宏分析的一般步骤：1.创建几何模型：使用ANSYS的几何建模工具创建您要分析的几何体。
您可以使用ANSYS的二维或三维建模功能，根据您的需求选择适当的几何形状。
2.设置材料属性：在进行磁宏分析之前，您需要为模型中的材料定义磁性属性。
这包括磁导率、磁饱和和磁滞等。
可以通过库中的材料属性进行选择，或者根据实际材料的特性手动输入。
如果您使用的是标准材料，可以轻松从ANSYS材料库中选择。
3.设置边界条件：确定分析的边界条件非常重要。
根据您的应用场景，您可以设置边界条件为固定零磁场、非磁性条件或具有特定磁场分布的条件。
对于二维问题，您可以设置边界上的磁通量。
这些边界条件将在后续计算中起作用。
4.生成网格：ANSYS使用有限元方法进行分析，因此需要生成适当的网格。
您可以选择不同的网格生成技术，例如自动网格细化、手动加密和剖面网格。
网格的质量对分析结果的准确性和计算时间都有重要影响。
5.定义分析类型和求解器：在ANSYS中，您可以选择不同的分析类型和求解器来求解磁场问题。
例如，您可以选择求解静态磁场、谐振频率或非线性磁场等。
根据您的需求选择适当的求解器，以获得准确的结果。
6.运行计算：在设置了适当的材料属性、边界条件和网格后，您可以运行计算。
ANSYS将使用选择的求解器进行计算，并在计算结束后生成结果。
7.分析结果：计算完成后，您可以查看和分析生成的结果。
这包括磁场分布图、场强、感应电流和磁通量等。
ANSYS提供了丰富的后处理工具，可以帮助您更好地理解分析结果。
除了这些基本步骤，在进行磁宏分析时还有一些注意事项和技巧：1.材料特性选择：选择适当的磁性材料特性对分析结果至关重要。
根据实际材料数据进行选择，并注意磁导率的非线性特性。
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。
ANSYS电磁场教程电磁模拟PPT课件
– 三维（3D）模拟功能包括三种单元列式类型 – 标量势单元列式（静态1 ）[SOLID96]
ANSYS电磁场培训教程 第四章
4-1 三维电磁模拟
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSY版S本/Em5.a5g(进00行11电72磁) 场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电2.1磁-1场分析
三维（3D）模拟
• 在很多情况下，电磁场分析要以三维（3D）方式进行模拟 – 没有完全轴对称的模型
• 缺省的线性材料为各向同性（只赋予MURX值） • 三维（3D）材料选项包括对于所有三个方向的正交各向异性选项
MURn 和RSVn（n表示X、Y、Z三个方向） – BH磁化曲线能用于磁导率正交各向异性的任一个方向，其余方向 为常数 – 在某正交各向异性方向应用BH曲线时，该方向的MURn应设置为 零（只在正交各向异性材料中要求如此）
Preproc>real constants
• 选择 ADD
• 选择 sourc36单元类型. • 选择 OK
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSY版S本/Em5.a5g(进00行11电72磁) 场分析ANSYS/Emag进行电磁场分析ANSYS/Emag进行2电.1-磁16场分析
• 三维模拟使用多种单元列式
• 单元列式直接影响到模拟的各个方面 – 施加通量垂直和平行边界条件 • 何为自然边界条件？ • 何为自由度约束？ – BH数据对收敛敏感性的影响 • ν - B2 曲线与μ - H 曲线 – 模拟激励的方法（绞线圈） – 可在模型中包含铁磁区 – 模型中的铁磁-空气界面 – 后处理 • 通量计算（电动势（EMF）计算的起始点） • “磁力线”显示
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。
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍在现代工程设计领域中，仿真分析已经成为一种必备的工具。
Ansys作为一款全球知名的仿真分析软件，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
本文将介绍Ansys仿真分析的操作方法及其界面，旨在帮助读者更好地使用和理解这个强大的工具。
一、Ansys的基本概述Ansys是一款基于有限元分析原理的计算机仿真软件，提供了对结构的静态和动态行为进行模拟分析的能力。
它可以帮助工程师预测和优化产品的性能，从而减少成本和时间。
Ansys包括多个子模块，如Mechanical、Fluent、Electronics等，每个子模块都专注于某个领域的仿真分析。
二、Ansys仿真分析的操作方法1. 创建几何模型：Ansys提供了多种几何建模工具，如实体建模、曲面建模、轮廓建模等。
用户可以根据具体需求选择适当的建模方法，创建几何模型。
2. 设定材料和属性：在仿真分析中，准确的材料和属性设置至关重要。
Ansys中提供了大量的材料数据库，用户可以根据需求选择相应的材料，并为其指定适当的属性。
3. 定义边界条件：边界条件对仿真分析结果具有重要影响。
Ansys允许用户定义各类边界条件，如约束、载荷、温度等。
通过合理设置边界条件，可以更准确地模拟实际工况。
4. 网格划分：网格是有限元分析的基础，也是Ansys仿真分析的关键步骤之一。
通过对几何模型进行网格划分，将其离散为多个小单元，从而进行数值计算和求解。
5. 设置分析类型：根据具体分析要求，选择适当的分析类型。
例如，对于静态结构分析，可以选择静力学分析类型；对于流体力学分析，可以选择流体流动分析类型。
6. 运行仿真计算：设置好所有必要的参数后，点击运行按钮，Ansys将开始进行仿真计算。
在计算过程中，可以随时监视仿真状态，并查看计算结果。
7. 结果处理和后处理：仿真计算完成后，Ansys提供了丰富的后处理工具，用于分析和可视化仿真结果。
用户可以绘制图形、生成报告，进一步研究和评估产品性能。
工程电磁场课程设计--基于ANSYS软件的有限元分析法
工程电磁场课程设计——基于ANSYS软件的有限元分析法一、基本知识学习总结：1、Utility Menu 实用菜单SAVE_DB 存储数据库 RESUME_DB 恢复数据库Select Entity 选择实体 Comp/Assembly 组元/集合Plot/Replot 画图/重新画图 Pan,Zoom,Rotate…平移，缩放，旋转…WorkPlane(WP) 工作平面 Coordinate System(CS) 坐标系Macro 宏Preference（）…优先设置…Preprocessor （Pre7）前处理General Postproc (Post1) 通用后处理Solution(Solu) 求解模块TimeHist Postproc （Post26）时间历程后处理Optim……优化模块2、分析步骤（1）建模：A.重名文件名（/title，xx或者File>>Change Title…）B.设定分析范围（main menu>>preferences:electrics ）C.建立数学模型，并进行物理剖分析（2）加载求解器A.计入求解器B.定义分析类型：C.定义分析属性D.加载E.保存数据库F.开始求解G.世家附加载荷：若想施加额外的负载条件，重复执行H.完成求解（3）读取结果，进入后处理模块二、实验项目（一）静电场分析——求圆柱截流导线周围的电场和对地电容功能：主要能解决有电荷分布以及电压所引起的电场和电势（电压）分布以及多导体系统的部分电容。
1、分析步骤：如上2、静电场分析——电容计算方法A.定义式：C = Q/UQ—带等量异号电荷的两导体的电量，U—两导体间的电压。
B.能量法：C=2W （U1−U0）2W—两导体系统的电场能量， U1 ,U0 —两导体间的电压C.ANSYS 中的CMATRIX宏命令：cmatrix GUI：MainMenu>Solution>Solve>Electromagnet>StaticAnalysis>Capac Matrix3、模型描述：求无限长载流导线附近的电场分布，无限长载流导线截面为圆柱形，周围为空气介质，平面位置和尺寸如图8(a)所示，R0 = 100mm，h= 5m，H = 50m。
ANSYS恒定磁场仿真教程
ANSYS恒定磁场仿真教程1.安装并启动ANSYS软件2.创建新项目启动ANSYS后，点击“File”菜单，选择“New”来创建一个新项目。
在出现的对话框中，选择适当的分析类型，这里我们选择“Electromagnetics” -> “Magnetostatics (J)”。
然后，点击“OK”按钮。
3.创建几何模型在ANSYS的主界面上，点击“Design Modeler”按钮来创建几何模型。
在几何模型中，您可以创建基本形状，例如盒子、圆柱体等。
4.设定材料属性在几何模型中，选择“Materials”选项卡，然后选择一个合适的材料库或创建自定义材料。
根据您的需求，为不同的材料设置适当的磁场参数。
5.设定网格参数在几何模型中，选择“Mesh”选项卡，然后在出现的对话框中选择适当的网格类型和尺寸。
为了更精确地模拟恒定磁场，建议使用更小的网格大小。
6.设定边界条件在几何模型中，选择“Physics”选项卡，然后选择“Magnetic”选项卡。
在这里，您可以设置边界条件，例如施加一个恒定的磁场或释放一个磁铁。
7.运行仿真在几何模型中，选择“Solution”选项卡，然后点击“Solve”来运行仿真。
ANSYS将自动计算并显示出恒定磁场的分布。
8.分析结果在ANSYS的主界面上，选择“Post Processing”选项卡，然后选择适当的结果参数，例如磁场强度、磁通量等。
您可以使用不同的工具和图表来分析和可视化仿真结果。
总结：在本教程中，我们学习了如何在ANSYS中进行恒定磁场仿真。
首先，我们创建了一个新项目，并使用设计模型创建了几何模型。
然后，我们设定了材料属性、网格参数和边界条件。
最后，我们运行了仿真并分析了结果。
希望这个教程对您有所帮助，并使您能够在ANSYS中进行恒定磁场仿真。
ansys电磁场仿真分析教程共428页文档
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号）
1-14
• 定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号）
1-15
• 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率，MURX=1)
• 选择 OK
• 选择 OK (退出材料数据输入菜单）
1-16
• 建立衔铁面 Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
2.1-1 2.2-1 2.3-1 2.4-1 2.5-1
二维谐波和瞬态分析
第四章
第1节…………………………………………………………………………….…. 3.1-1 第2节…………………………………………………………………...………….. 3.2-1
三维电磁场分析
第五章
第1节…………………………………………………………………………...….… 4.1-1 第2节…………………………………………………………………….……….... 4.2-1 第3节………………………………………………………………….…..…….…. 4.3-1 第4节………………………………………………………………….……...……. 4.4-1 第5节…………………………………………………………………….…...……. 4.5-1
衔铁 线圈
1-8
性质
柱体: μr = 1000 线圈: μr = 1
匝数:
2000
(整个线圈)
空激气 励 :
μr = 1
线圈励磁为直流电流: 2 安 培
模型 轴对称
Y
材料号 2
衔铁 长度=35
有限元ansys电磁场分析详解第三章-1
•电流分布 选择导体
Postproc>elec&mag calc>current
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-40
• 利单元表数据JT （实数解）看电流等值图 Postproc>plot results>elem table
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-41
• 检察与外加电流相差90度相位的场量（虚数解） Postproc>by load step>
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-3
二维轴对称有限元模型
导电杆 通量平行条件
绞线圈
电流密度: 1E6 A/m2 频率: 100Hz
通量垂直条件
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-4
• 二种求解结果: – 实数解: 线圈励磁相位0度 – 虚数解：相位差90度
实数解
虚数解
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-5
• 利用这两种求解结果，任何时间处的场量都能用迭加的方法来生成
执行动画文件：acaz.avi观察场动画
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-6
• 根据Faradays 定律，线圈中的时变电流会在导体中感生电流
执行动画文件acjt.avi ，观察电流动画
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
打开材料号显示
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-31
• 模拟端部条件需要耦合电压（VOLT）自由度 – 选择导体节点
用 ANSYS/Emag进行电磁场分析
3.1-32
Ansys教程电磁场分析
第5页/共19页
B
B
Quarter symmetry model of
the simple magnetizer
• 1/4模型与全模型比较 • 磁通密度分布相同 • 贮能为1/4 • 所示线圈上的Lorentz力 1/2 • 作用在极面上力为1/2
平面: +Z 电流方向出平面
铁板
轴对称: +Z 电流方向进平面
磁流密度矢 量显示
铁环
线圈
两种情况都是施 加正向电流
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• 磁力线描述 • 平面: AZ等值线 • 轴对称: r AZ 等值线
平面或 轴 对称 ?
电枢
线圈
定子
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平面或 轴 对称 ?
• 力、能量、电感的描述 • 平面: 单位长度 • 轴对称: 整个圆周上的值
• 沿A-A必须加约束
A
（1/2）对称模型
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• 半对称模型与全模型比较： • 磁通量密度是相同的 • 线圈上Lorentz 力是相同的 • 贮能为 1/2 • 极面上力为 1/2 • 加载电流密度与全模型相同
简单导磁体的半对称模型
第4页/共19页
线圈 (象征性的)
• 沿B-B磁通量垂直边条件需满足 • B-B线上下两边如下参数是相同的 • 几何形状 • 材料性质 • B-B线上下两边励磁相同
• 轴对称 • 平面 • 点取单元选项
第10页/共19页
• 选择 OK
用于定义平面属性的参考号 用于直流模拟
几何体型 式
因为plane13 用于耦合场模拟，故该 单元可以具有应力/应变结构选项
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现在这些平面被连接了，因此当 生成单元时，各区域将共享区域 边界上节点
这种操作后，原先平面被删除， 而新的平面被重新编号
1-19
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
• 用鼠标点取衔铁平面 • 选择OK (在选取框内） • 材料号窗口输入2
1-31
• 下面窗口输入面积的参数名，用于后面电流密度输入
去掉面号（如果有的话） 这相应于几何面积总和 • 选择 OK
1-32
• 把电流密度加到平面上 Preprocessor>Loads>Apply>Excitation>On Areas
• (因为只激活了线圈平面，可在选取框内选择Pick All）
• 选择 OK
1-37
第二章 第2节
二维静磁学
1-38
EMAG 模拟的概念
• 模型边界条件有:
– 磁通量垂直
– 磁通量平行
– 周期性对称 *
• 偶对称
B
• 奇对称
• 根据单元方程式施加– 标量 (3D)
– 基于单元边 (3D)
铁芯
A A 空气
*在第2章来讨论
简单励磁的平面模型
有限元网格
1-6
• 进行模拟 • 观察结果
– 某指定时刻 – 整个时间历程 • 后处理 – 磁力线 –力 – 力矩 – 损耗 – MMF（磁动势） – 电感 – 特定需要
1-7
• 模拟由3个区域组成 • 衔铁区: 导磁材料 导磁率为常数（
即线性材料）
• 线圈区: 线圈可视为均匀材料. • 空气区:自由空间 (μr = 1) .
单元边缘围绕的一个红色输廓表示该 区域为同类材料号
1-35
• 计算力 Postproc>Elec&Mag Calc>Comp. Force
必须用鼠标选取
• 选择 OK
衔铁上力是在总体坐标 系下表示的，此力的方 向为使气隙缩小
1-36
•显示总磁通密度值 (BSUM) Postproc>Plot Results>Nodal Solution
2.1-1 2.2-1 2.3-1 2.4-1 2.5-1
二维谐波和瞬态分析
第四章
第1节…………………………………………………………………………….…. 3.1-1 第2节…………………………………………………………………...………….. 3.2-1
三维电磁场分析
第五章
第1节…………………………………………………………………………...….… 4.1-1 第2节…………………………………………………………………….……….... 4.2-1 第3节………………………………………………………………….…..…….…. 4.3-1 第4节………………………………………………………………….……...……. 4.4-1 第5节…………………………………………………………………….…...……. 4.5-1
1-12
• 模拟模型的轴对称形状 • 选择Options（选项） • Element behavior（单元行为） • 选择 Axisymmetric（轴对称） • 选择OK
1-13
• 定义材料 Preprocessor>Material Props>Isotropic
• 定义空气为1号材料(MURX = 1)
对于没有明确定义属性的 面，其属性缺省为1
• 选择 OK
1-20
• 这些平面要求与物理区和材料联系起来 • Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas
选取线圈平面 （在选择对话框里）点取OK 材料号窗口输入3
• 点 OK
1-21
• 加通量平行边界条件 Preprocessor>loads>apply>-magnetic-boundary-flux-par’l
• 打开绘制单元的材料属性 Utility>PlotCtrls>Numbering
• 选择 OK
1-24
• 力边界条件标志需要单元部件，即一组具有 “名称”的单元 • 把衔铁定义为一个单元组件
– 选择衔铁平面 Utility>select>entities
用此选项在图形窗 口中选择平面
再次选择用APPLY
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地定义下一个材料号）
1-14
• 定义衔铁为2号材料
• 选择OK
• 选择 Apply (自动循环地选择下一个材料号）
1-15
• 定义线圈为3号材料 (自由空间导磁率，MURX=1)
• 选择 OK
• 选择 OK (退出材料数据输入菜单）
1-16
• 建立衔铁面 Preprocessor>Create>Rectangle>By Dimensions
1-40
• 沿A-A 通量平行边界条件需满足：
– 模型中A-A 的左边和右边是相同 的
• 几何形状相同
A
Pole Face
• 材料属性相同
– 左边和右边励磁相位差180度（
B
B
即方向相反）
• 对称平面边界条件 Prep–ro沿c.>Al-oAad必s须>a加pp约ly>束boundary>flux par’l>lines
B
B
励磁体1/4对称模型
1-44
• 单元plane13 and plane53 用于模拟2D磁 场
A
（1/2）对称模型
1-41
• 半对称模型与全模型比较： – 磁通量密度是相同的 – 线圈上Lorentz 力是相同的 – 贮能为 1/2 – 极面上力为 1/2 – 加载电流密度与全模型相同
简单导磁体的半对称模型
线圈 (象征性的)
1-42
• 沿B-B磁通量垂直边条件需满足 – B-B线上下两边如下参数是相同的 • 几何形状 • 材料性质 – B-B线上下两边励磁相同
1-10
• 设置预选过滤掉其它应用的菜单 Main menu>preferences
• 选择OK
1-11
• 定义所有物理区的单元类型为 PLANE53 Preprocessor>Element type>Add/Edit/Delete
• 选择 Add • 选择磁矢量和8节点53号单元 • 选择 OK
• 使整个模型激活 Utility>Select>Everything
• 缩放平面-不用拷贝 Preproc>operate>scale>areas
• 选择 OK
1-29
• 给线圈平面施加电流密度 • 选择线圈平面
Utility>Select>Entity
• 选择OK ( 实体选择框) • 选择线圈平面 • 选择 OK (选取框内)
1-3
• 利用轴对称衔铁和平面定子设计 致动器的一个实例 – 衔铁旋转 – 衔铁气隙可变化
• 完整模型由2个独立部件组成 – 衔铁模块 – 定子模块
执行: solen3d.avi看动画
1-4
模拟过程概述
• 利用如下方式观察装置 – 2D与3D – 平面与轴对称 – 利用轴对称平面简化模型
• 定义物理区域 – 空气，铁，永磁体等等 – 绞线圈，块导体 – 短路，开路
• 为每个物理区定义材料 – 导磁率（常数或非线性） – 电阻率 – 矫顽磁力，剩余磁感应
衔铁 线圈 锭子
实体模型
1-5
• 建实体模型 • 给模型赋予属性以模拟物理区 • 赋予边界条件
– 线圈激励 – 外部边界 – 开放边界 • 实体模型划分网格 • 加补充约束条件（如果有必要） – 周期性边界条件 – 连接不同网格
• 选择Apply (重复显示和输入) • 建立线圈面
利用TAB 键移动输 入窗口
• 选择 Apply
1-17
• 建立空气面
• 选择 OK 衔铁
到了这步，建立了全部平 面，但它们还没有连接起 来.
线圈
1-18
• 用Overlap迫使全部平面连接在一起 Preprocessor>Operate> Overlap>Areas
衔铁 线圈
1-8
性质
柱体: μr = 1000 线圈: μr = 1
匝数:
2000
(整个线圈)
空激气 励:
μr = 1
线圈励磁为直流电流: 2 安 培
模型 轴对称
Y
材料号 2
衔铁 长度=35
材料号3
单位 (mm)
Coil X
1-9
• 建模 – 设置电磁学预选项（过滤器） – 对各物理区定义单元类型 – 定义材料性质 – 对每个物理区定义实体模型 • 铁芯 • 线圈 • 空气 – 给各物理区赋材料属性 – 加边界条件
• 对称面 (B-B)边界条件 – 2D磁矢量势(MVP)方式，无须处理 – 加载电流与全模型相同
B
B
Quarter symmetry model of
the simple magnetizer
1-43
• 1/4模型与全模型比较 – 磁通密度分布相同 – 贮能为1/4 – 所示线圈上的Lorentz力 1/2 – 作用在极面上力为1/2
• 选On Lines并选取相应的线 • 选 OK
“所选取的线” 注：未划分单元前，加
上这种边界条件
“所选取的线”
1-22
• 生成有限元网格 • 利用智能尺寸选项来控制网格大小