ansys大作業(yè)ANSYS電磁場(chǎng)分析及與ansoft仿真分析結(jié)果比較.

1、期末大作業(yè)題目 ： 簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器ANSYS 電磁場(chǎng)分析及與 ansoft 仿真分析結(jié)果比較作者姓名： 柴飛龍 學(xué)科（專業(yè)）： 機(jī)械工程 學(xué)號(hào) ： 21225169 所在院系： 機(jī)械工程學(xué)系提交日期 2013 年 1 月1、 背景簡(jiǎn)述：ANSYS 軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場(chǎng)、磁場(chǎng)、聲場(chǎng)分析于一體的大型通用軟件有限 元分析軟件， 是現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的高級(jí) CAE 工具之一。 而 ansoft Maxwell 軟件是一款專 門分析電磁場(chǎng)的分析軟件，如傳感器、調(diào)節(jié)器、電動(dòng)機(jī)、變壓器等。本人在實(shí)驗(yàn)室做的課題涉及到電機(jī)仿真，用的較多的是 ansoft 軟件，因?yàn)槠鋵?duì)電機(jī) 仿真的功能更強(qiáng)大，電機(jī)功能模塊更多，

2、界面友好。現(xiàn)就對(duì)一電磁場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例，用 ANSYS 進(jìn)行仿真分析，得到的結(jié)果與 ansoft 得到的 結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單核對(duì)比較。2、 問(wèn)題描述：簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器由 2 個(gè)實(shí)體圓柱鐵芯， 中間被空氣隙分開的部件組成， 線圈中心點(diǎn)處于 空氣隙中心。銜鐵是導(dǎo)磁材料，導(dǎo)磁率為常數(shù)（即線性材料，r =1000 ），線圈是可視為均勻材料，空氣區(qū)為自由空間（ r 1 ），匝數(shù)為 2000，線圈勵(lì)磁為直流電流： 2A。模型為軸 對(duì)稱。3、 ANSYS 仿真操作步驟： 第一步 ： Main menu>preferences第二步 ： 定義所有物理區(qū)的單元類型為PLANE53Preprocessor>Elem

3、ent type>Add/Edit/Delete第三步：設(shè)置單元行為模擬模型的軸對(duì)稱形狀，選擇 Options(選項(xiàng))第四步：定義材料Preprocessor>Material Props>定義空氣為 1 號(hào)材料 (MURX = 1)定義銜鐵為 2 號(hào)材料 (MURX = 1000)定義線圈為 3 號(hào)材料 (自由空間導(dǎo)磁率，MURX=1)第五步：建立銜鐵面、線圈面、空氣面Preprocessor>Modeling>Greate>Area>Rectangle>By Dimensions 建立銜鐵面建立線圈面建立空氣面最終結(jié)果第六步：用 Overla

4、p 迫使全部平面連接在一起Preprocessor> Modeling>Booleans>Operate> Overlap>Areas 按 Pick All第七步 : 平面要求與物理區(qū)和材料聯(lián)系起來(lái) Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas 用鼠標(biāo)點(diǎn)取銜鐵平面Preprocessor>Meshing> Meshing Attributes>Picked Areas 選取線圈平面loads>apply>magnetic>boundary>Ve

5、ctorPoten>Flux第八步：加磁通量平行邊界條件 Preprocessor>Solution>Define par '1>On lines 選取如下邊界線段第九步：智能尺寸選項(xiàng)來(lái)控制網(wǎng)格大小Preprocessor>-Meshing>Size Cntrls>smartsize>basic第十步：網(wǎng)格生成Preprocessor >Meshing>Mesh>Areas>Free>Pick All 結(jié)果如下：第十步：銜鐵定義為一個(gè)單元組件（ 1） 選擇銜鐵平面Utility>select>en

6、tities2） 選擇與已選平面相對(duì)應(yīng)的單元3) 圖示銜鐵單元Utility>plot>elements第十一步：使單元與銜鐵組件聯(lián)系起來(lái)Utility>Select>Comp/Assembly>Create Component第十二步：加力邊界條件標(biāo)志Preprocessor>Solution>Define loads>apply>magnetic>Magnetic>Flag>Comp Force第十三步：給線圈平面施加電流密度（1）選擇線圈平面Utility>Select>Entity（ 2）得到線圈截面積

7、 .Preprocessor>Modeling>Booleans>Operate Operate>Calc Geometric Items>Of Areas選擇 OK（ 3）將線圈面積賦予參數(shù) CAREA Utility>Parameter>Get Scalar Data第十四步：把電流密度加到平面上Preprocessor> Solution>Define loads>Apply>Excitation>Curr Density>On Areas第十五步： solve 進(jìn)行計(jì)算Preprocessor> Sol

8、ution >solve>electromagnet>Static Analysis>Opt & Solve第十六步：后處理1）生成磁力線圈General Postproc>plot results>Contour Plot>2D flux lines(2)計(jì)算電磁力General Postproc>Elec&Mag Calc>Component Based>Force(3) 顯示總磁通密度值 (BSUM)General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal

9、 Solution最后結(jié)果如下：此時(shí)，完成了用 ANSYS 仿真分析簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器的全部過(guò)程，之后將附上用 ansoft 仿真同一簡(jiǎn)單直流致動(dòng)器的結(jié)果并做簡(jiǎn)單比較。4、 ansoft 仿真分析計(jì)算結(jié)果：5、 對(duì)比結(jié)果分析：通過(guò) ANSYS 和 ansoft 對(duì)同一模型進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真分析，其磁力線分布相同，磁通 量分布也相同。但其各自有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。ANSYS 最大的好處在于網(wǎng)格控制好，程序開放性極強(qiáng)，做耦合。它能與多數(shù) CAD 軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如 Pro/Engineer, NASTRAN, Alogor, I DEAS, AutoCAD 等。Ansoft 是專門用來(lái)仿真電磁場(chǎng)的軟件，其界面比ansys 更友好