Ansoft工程軟件應(yīng)用實(shí)踐第1講

Ansoft工程軟件應(yīng)用實(shí)踐AnsoftAnsoft本門(mén)課程的主要內(nèi)容本門(mén)課程共計(jì)16學(xué)時(shí),課堂講課8學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)。課堂教學(xué)主要按以下四大部分進(jìn)行：第一講：Ansoft簡(jiǎn)介和2D建模；第二講：實(shí)例講解邊界條件管理器、材料管理器、網(wǎng)格生成器；第三講：靜電場(chǎng)求解器；第四講：靜磁場(chǎng)求解器、渦流場(chǎng)求解器

第一講

Ansoft簡(jiǎn)介和2D建模Ansoft§1.1、Ansoftmaxwell簡(jiǎn)單介紹§1.2、電磁場(chǎng)基本理論§1.3、有限元分析與Ansoft§1.4、邊界條件§1.5、maxwell2D快速上手Ansoft§1.1、Ansoftmaxwell簡(jiǎn)單介紹Ansoft公司的Maxwell是一個(gè)功能強(qiáng)大、結(jié)果精確、易于使用的二維/三維電磁場(chǎng)有限元分析軟件。包括靜電場(chǎng)、靜磁場(chǎng)、時(shí)變電場(chǎng)，時(shí)變磁場(chǎng)，渦流場(chǎng)、瞬態(tài)場(chǎng)和溫度場(chǎng)計(jì)算等，可以用來(lái)分析電機(jī)、傳感器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵(lì)器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況和故障工況的特性。Ansoft1、特點(diǎn)：具有直觀友好的圖形用戶(hù)界面?？焖倬_的自適應(yīng)求解器和功能強(qiáng)大的后處理功能；具有一個(gè)完整的仿真設(shè)計(jì)環(huán)境，能自動(dòng)計(jì)力、轉(zhuǎn)矩、電容和電感量以及儲(chǔ)能等物理量，能以云圖、矢量圖或等值線(xiàn)的形式繪制標(biāo)量電位、電場(chǎng)強(qiáng)度、磁力線(xiàn)、磁通密度、能量等物理量的分布結(jié)果；強(qiáng)大靈活的宏命令能夠方便地對(duì)模型進(jìn)行修改，并具有參數(shù)分析功能。Ansoft2、主要求解器模塊：maxwellSV：只有2D求解器maxwell10.0：在maxwellSV版本的基礎(chǔ)上增加了3D求解器maxwell11.0及更高版本求解器模塊

操作界面windows化，更容易操作；去掉了溫度場(chǎng)求解模塊，需通過(guò)有ePhysics軟件來(lái)進(jìn)行行溫度場(chǎng)耦合

。

AnsoftAnsoft求解器分類(lèi)：電場(chǎng)求解器磁場(chǎng)求解器靜電場(chǎng)求解器（Electrostatic）交流傳導(dǎo)電場(chǎng)求解器（ACConduction）直流傳導(dǎo)電場(chǎng)求解器（DCConduction）穩(wěn)態(tài)場(chǎng)求解器（Magnetostatic）渦流求解器（Eddycurrent）瞬態(tài)場(chǎng)求解器（Transient）Ansoft靜電場(chǎng)求解器（ElectrostaticField）用于分析由靜止電荷/電荷密度、直流電壓源等引起的靜電場(chǎng)。該模塊直接計(jì)算標(biāo)量電位，得到電場(chǎng)強(qiáng)度（E），電位移矢量（D），電場(chǎng)力、電場(chǎng)能量、轉(zhuǎn)矩、電容值等。Ansoft交流傳導(dǎo)電場(chǎng)求解器（ACConduction）用于分析由時(shí)變電場(chǎng)（交流源）在導(dǎo)體中產(chǎn)生的傳導(dǎo)電流及介電損耗問(wèn)題。Ansoft直流傳導(dǎo)電場(chǎng)求解器（DCConduction）用于分析由恒定電場(chǎng)（恒定電壓源）在導(dǎo)體中產(chǎn)生的傳導(dǎo)電流及介電損耗問(wèn)題。Ansoft恒定（靜）磁場(chǎng)求解器（Magnetostatic）用于分析由恒定電流、電壓源、永磁體以及外部激勵(lì)引起的磁場(chǎng)。該模塊可計(jì)算磁場(chǎng)強(qiáng)度（H），電流密度（J），磁感應(yīng)強(qiáng)度（B），磁場(chǎng)力、磁場(chǎng)能量、轉(zhuǎn)矩、電感等?？捎糜诜治鲋绷鬏d流線(xiàn)圈磁場(chǎng)，永磁體產(chǎn)生磁場(chǎng)等。Ansoft渦流場(chǎng)求解器（EddyCurrent）用于分析受渦流、集膚效應(yīng)、鄰近效應(yīng)影響的系統(tǒng)。它求解的頻率范圍可以從０到數(shù)百兆赫茲，能夠計(jì)算損耗、鐵損、力、轉(zhuǎn)矩、電感與儲(chǔ)能。可用于分析導(dǎo)體中的渦流分布。三維正弦電磁場(chǎng)特性等。Ansoft靜態(tài)場(chǎng)和渦流場(chǎng)的對(duì)比靜態(tài)場(chǎng)由恒定電流源產(chǎn)生，靜態(tài)場(chǎng)中所有的磁場(chǎng)量均不隨時(shí)間的改變而改變。渦流場(chǎng)由按照正弦或余弦規(guī)律變化的電流源產(chǎn)生，因此渦流場(chǎng)中所有的磁場(chǎng)量要隨著時(shí)間的改變而改變，但從統(tǒng)計(jì)意義上講，這些磁場(chǎng)量是時(shí)間平穩(wěn)的（隨時(shí)間呈規(guī)律性變化）。我們將這樣的磁場(chǎng)看成是準(zhǔn)靜態(tài)的電磁場(chǎng)。似穩(wěn)條件：理想介質(zhì)的似穩(wěn)條件：

導(dǎo)體的似穩(wěn)條件：

Ansoft瞬態(tài)場(chǎng)求解器（Transient）在實(shí)際電磁場(chǎng)中，常常會(huì)遇到電壓源、電流源、外加場(chǎng)是無(wú)規(guī)則變化的，由此引起的電磁場(chǎng)稱(chēng)為瞬態(tài)場(chǎng)。瞬態(tài)場(chǎng)中所有的場(chǎng)量隨時(shí)間的變化而變化，需要瞬態(tài)場(chǎng)求解器求解。例如：一個(gè)螺線(xiàn)管，激勵(lì)電壓在時(shí)間

t

內(nèi)從0伏增加到U伏，此時(shí)螺線(xiàn)管內(nèi)產(chǎn)生的電磁場(chǎng)就是瞬態(tài)場(chǎng)。Ansoft3、Ansoft仿真步驟Ansoft建模設(shè)置材料屬性（電導(dǎo)率，介電常數(shù)，磁導(dǎo)率等）設(shè)置激勵(lì)源和邊界條件自適應(yīng)網(wǎng)格剖分后處理有限元計(jì)算選擇求解器類(lèi)型

§1.2、電磁場(chǎng)基本理論Ansoft1、亥姆霍茲定理在一定邊界條件下，空間矢量場(chǎng)由它的散度和旋度唯一確定。

Ansoft

散度：

通量

閉合曲面

矢量的散度描述了矢量場(chǎng)中任意一點(diǎn)的發(fā)散性質(zhì)。Ansoft

旋度：環(huán)量

閉合曲線(xiàn)

Ansoft

矢量的旋度描述了矢量場(chǎng)中在任意一點(diǎn)沿任意方向的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度。Ansoft2、maxwell方程組

在19世紀(jì)中葉，麥克斯韋在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出了適用于所有宏觀電磁現(xiàn)象的數(shù)學(xué)模型，稱(chēng)為麥克斯韋方程組。它是電磁場(chǎng)理論的基礎(chǔ)，也是工程電磁場(chǎng)數(shù)值分析的出發(fā)點(diǎn)。法拉第電磁感應(yīng)定律

全電流定律高斯電通定律

高斯磁通定律

電荷守恒定律

Ansoft法拉第電磁感應(yīng)定律

（1）

全電流定律

（2）

高斯電通定律

（3）

高斯磁通定律

（4）

電荷守恒定律

（5）

Ansoft2、本構(gòu)關(guān)系

場(chǎng)量E、D、B、H之間的關(guān)系，由媒質(zhì)的特性決定。對(duì)于線(xiàn)性介質(zhì)，本構(gòu)關(guān)系為：

Ansoft

3、達(dá)朗貝爾方程（波動(dòng)方程）

因?yàn)椋?/p>

洛倫茲條件：達(dá)朗貝爾方程

(DalangbaierEguation)Ansoft

達(dá)朗貝爾方程的通解：通解具有波動(dòng)性

式中具有速度的量綱，

f1，f2

是具有二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù)的任意函數(shù)。Ansoft

靜態(tài)場(chǎng)的微分方程：由時(shí)變場(chǎng)的達(dá)朗貝爾方程可以推導(dǎo)出靜態(tài)場(chǎng)中的微分方程：泊松方程：拉普拉斯方程：Ansoft問(wèn)題

電磁場(chǎng)的分析與計(jì)算通常歸結(jié)為求微分方程的解。在一個(gè)復(fù)雜的工程中，很多電磁場(chǎng)的微分方程組都無(wú)法直接求解，我們?nèi)绾吻蠼膺@樣的復(fù)雜問(wèn)題？

§1.3、有限元分析與AnsoftAnsoft1、什么是有限元分析(FEA,FiniteElementAnalysis)?

有限元分析是利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)進(jìn)行模擬，用簡(jiǎn)單的問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題后再求解?；舅枷耄簩⑶蠼庥騽澐譃槿舾蓚€(gè)小的子區(qū)域，每個(gè)子區(qū)域中的未知量個(gè)數(shù)是有限的，因此稱(chēng)為“有限元”。求解復(fù)雜問(wèn)題時(shí)，先求解各個(gè)子區(qū)域的近似解，然后將各個(gè)“有限元”的近似解加以整合，從而推導(dǎo)出復(fù)雜問(wèn)題的解。Ansoft實(shí)際系統(tǒng)有限元模型AnsoftAnsoft2、有限元分析法解的特點(diǎn)由于有限元分析法是將復(fù)雜系統(tǒng)簡(jiǎn)單化，使用簡(jiǎn)單問(wèn)題代替復(fù)雜問(wèn)題，因此有限元分析法的解只能是“近似解”，而不是“精確解”。提高求解精度的辦法：

使用最佳的簡(jiǎn)化模型，最好地“近似”實(shí)際系統(tǒng)。子區(qū)域劃分越小（網(wǎng)格越細(xì)），求解的精度就越高。Ansoft4.Ansoft的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分自適應(yīng)網(wǎng)格剖分功能是Ansoft的一個(gè)核心功能。工程師只需要指定模型的幾何形狀、材料屬性等，Ansoft就能夠自動(dòng)的進(jìn)行網(wǎng)格剖分。工程師通過(guò)簡(jiǎn)單的設(shè)置就能夠控制網(wǎng)格的剖分，例如可以設(shè)置有限元的最大尺寸，用以控制剖分的精細(xì)程度。Ansoft

在幾何結(jié)構(gòu)突變處、場(chǎng)量變化大處，剖分網(wǎng)格加密，其他部位較稀疏，這樣既保證計(jì)算精度，也保證了計(jì)算速度。Ansoft§1.4、邊界條件什么是邊界條件在有限元數(shù)值計(jì)算中，最終求解的是矩陣方程（微分方程組），邊界條件就是該方程組的定解條件（微分方程的初值）。邊界條件就是模型各個(gè)邊界上的已知量。解微分方程時(shí)，滿(mǎn)足方程組的解有無(wú)數(shù)組，但是既滿(mǎn)足方程組又滿(mǎn)足邊界條件的數(shù)值解僅有一組。邊界條件保證了求解方程組的唯一解。Ansoft電磁場(chǎng)問(wèn)題求解中，有各式各樣的邊界條件，概括起來(lái)一般有6類(lèi)邊界：邊界條件的分類(lèi)Ansoft1、自然邊界條件(NaturalBoundary)靜電場(chǎng)的分界面條件：恒定磁場(chǎng)的分界面條件：自然邊界條件也成為紐曼邊界條件，用來(lái)描述兩個(gè)相互接觸的物體，在接觸面上，磁場(chǎng)強(qiáng)度H的切向分量和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的法向分量保持連續(xù)。Ansoft

自然邊界條件無(wú)需用戶(hù)自行定義，軟件在求解的時(shí)候會(huì)自動(dòng)添加到兩個(gè)物體的接觸邊界上。Ansoft2、狄里克萊邊界條件（矢量磁位邊界條件）(VectorPotentialBoundary)矢量磁位邊界條件主要施加在求解域或計(jì)算模型的邊線(xiàn)上。該邊界條件定義邊線(xiàn)上的所有點(diǎn)都滿(mǎn)足公式：Ansoft

如果計(jì)算的模型具有對(duì)稱(chēng)性，則可以通過(guò)使用對(duì)稱(chēng)邊界條件來(lái)達(dá)到縮小計(jì)算模型區(qū)域的目的，從而提高求解速度。3、對(duì)稱(chēng)邊界條件（SymmetryBoundary）

對(duì)稱(chēng)邊界條件分為奇對(duì)稱(chēng)條件和偶對(duì)稱(chēng)條件。Ansoft

奇對(duì)稱(chēng)邊界可以模擬一個(gè)設(shè)備的對(duì)稱(chēng)面，在對(duì)稱(chēng)面的兩側(cè)電荷、電位、電流滿(mǎn)足大小相等、方向相反。奇對(duì)稱(chēng)條件Ansoft

偶對(duì)稱(chēng)邊界可以模擬一個(gè)設(shè)備的對(duì)稱(chēng)面，在對(duì)稱(chēng)面的兩側(cè)電荷、電位、電流滿(mǎn)足大小相等、方向相同。偶對(duì)稱(chēng)條件Ansoft4、諾伊曼邊界條件（Neumann)

又稱(chēng)為第二類(lèi)邊界條件，它規(guī)定了邊界處的法向?qū)?shù)分布。即法向?qū)?shù)為0。默認(rèn)邊界條件，不需用戶(hù)指定。

默認(rèn)邊界條件，不需用戶(hù)指定。Ansoft5、主從邊界（MasterandSlaveBoundary）模擬周期性結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)面（例如旋轉(zhuǎn)電機(jī)的幾何模型），使主邊界和從邊界場(chǎng)量具有相同的幅度，相同或相反的方向。Ansoft6、氣球邊界邊界（BallonBoundary）氣球邊界邊界是maxwell求解器常見(jiàn)的邊界條件，常常指定在求解區(qū)域的外邊界處，用于模擬絕緣系統(tǒng)。氣球邊界有兩個(gè)可選項(xiàng)：電荷-在無(wú)窮遠(yuǎn)處凈電荷為0（經(jīng)常用于電容計(jì)算）；電壓-在無(wú)窮遠(yuǎn)處電壓為0。

§1.5、maxwell2D快速上手Ansoft1、軟件啟動(dòng)

啟動(dòng)AnsoftMaxwell軟件有兩種方法：

§1.5、maxwell2D快速上手Ansoft直接在桌面上雙擊圖標(biāo)

方法一：

Ansoft從開(kāi)始菜單進(jìn)入。依次左擊開(kāi)始>所有程序>ansoft>maxwell15.0>windows32-bit>maxwell15.0(32-bit)方法二：

Ansoft2、創(chuàng)建一個(gè)新的工程（2）右鍵單擊工程名,然后選擇彈出的快捷菜單欄rename項(xiàng)，改變工程名；（1）在Maxwell窗口中,左鍵單擊工具欄圖標(biāo),或選中菜單欄File>New；或者點(diǎn)擊工具欄中的快捷鍵：Ansoft（4）右鍵單擊Maxwell2DDesign1，然后選擇彈出的快捷菜單欄Rename項(xiàng)，修改工程下的設(shè)計(jì)名。（3）點(diǎn)擊菜單欄Project>InsertMaxwell2DDesign，在工程中插入Maxwell2D設(shè)計(jì)；或單擊工具欄左下方的快捷鍵：Ansoft3、maxwell界面環(huán)境Maxwell操作界面如下圖示，在菜單工具欄下，主要有七個(gè)工作區(qū)域。Ansoft工程管理欄：可以管理一個(gè)工程文件中的不同部分或管理幾個(gè)工程文件。Ansoft屬性表單：在表單中可以顯示或修改繪圖區(qū)中的模型屬性，例如：模型名稱(chēng)、顏色、模型材料等；模型的屬性信息繪制模型的命令信息Ansoft屬性表單：在表單中可以顯示或修改繪圖區(qū)中的模型屬性，例如：模型名稱(chēng)、顏色、模型材料等；模型的屬性信息SolveInside：是否求解模型的內(nèi)部。Modle：勾選，說(shuō)明軟件會(huì)自動(dòng)求解整個(gè)模型以及模型的外部區(qū)域；否則軟件將忽略模型外部的網(wǎng)格并不對(duì)其求解Ansoft工程信息欄：該欄顯示工程文件在操作時(shí)的一些詳細(xì)信息，例如警告提示，錯(cuò)誤提示，求解完成等信息。Ansoft工程進(jìn)度欄：主要顯示的是求解進(jìn)度，參數(shù)化計(jì)算進(jìn)度等，該進(jìn)度信息通常會(huì)用紅色進(jìn)度條表示完成的百分比。Ansoft工程樹(shù)欄：在此可以看到模型中的各個(gè)部件及材料屬性、坐標(biāo)系統(tǒng)等關(guān)鍵信息，也方便用戶(hù)對(duì)其進(jìn)行分別管理。Ansoft工程樹(shù)區(qū)的說(shuō)明

工程樹(shù)欄是以樹(shù)形結(jié)構(gòu)來(lái)管理繪圖區(qū)中繪制的模型。

繪圖區(qū)的所有模型按照所綁定的材料進(jìn)行分類(lèi)管理。

繪圖區(qū)的每個(gè)模型下的子樹(shù)中匯集了生成這個(gè)模型的所有命令（操作）。AnsoftAnsoft

如果讀者不小心在操作中將這幾區(qū)域給關(guān)閉了，還可以在View菜單欄中將其對(duì)應(yīng)項(xiàng)前的對(duì)號(hào)勾上，則對(duì)應(yīng)的區(qū)域會(huì)從新顯示出來(lái)。如圖1-2所示。圖1-2View菜單下恢復(fù)操作區(qū)域Ansoft§1.6、2D模型繪制1.Maxwell的2D坐標(biāo)系Maxwell的2D繪圖區(qū)共定義了兩種坐標(biāo)系，分別是：直角XY坐標(biāo)系和柱面RZ坐標(biāo)系。直角XY坐標(biāo)系：該坐標(biāo)系由X軸和Y軸構(gòu)成一個(gè)二維坐標(biāo)系。XY坐標(biāo)系中繪制的二維模型是三維物體沿Z軸在XY平面上的投影。柱面RZ坐標(biāo)系：該坐標(biāo)系由X軸和Z軸構(gòu)成一個(gè)二維坐標(biāo)系。RZ坐標(biāo)系中繪制的二維模型沿Z軸旋轉(zhuǎn)360度，形成三維物體。Ansoft例如：在XY坐標(biāo)系和RZ坐標(biāo)系中各繪制一個(gè)二維矩形，它們代表的實(shí)際模型是不一樣的：Ansoft

正因?yàn)镸axwell軟件的2D建?？梢允褂脙煞N坐標(biāo)系，因此我們?cè)诶L制2D模型之前，要先確定使用的坐標(biāo)系。（軟件默認(rèn)是直角坐標(biāo)系）

選擇坐標(biāo)系的方法：

菜單欄中點(diǎn)擊Maxwell2D->

選擇菜單項(xiàng)SolutionType->

彈出對(duì)話(huà)框：

Ansoft2.確定繪制模型的度量單位在Maxwell繪圖區(qū)中，用戶(hù)可以根據(jù)需要自定義模型的度量單位，（毫米、厘米、米、千米等）。系統(tǒng)默認(rèn)的度量單位是：mm。

自定義度量單位的方法：

在菜單欄中點(diǎn)擊modeler->

選擇Units菜單項(xiàng)彈出度量單位選擇對(duì)話(huà)框Ansoft3.Maxwell2D繪圖的線(xiàn)和面在Maxwell繪圖區(qū)中，一個(gè)模型的“線(xiàn)”和“面”是兩個(gè)獨(dú)立的概念?！熬€(xiàn)”表示模型的外部輪廓；”面“代表由閉合曲線(xiàn)圍成的二維平面。Ansoft

軟件在默認(rèn)情況下，會(huì)將一條閉合的曲線(xiàn)自動(dòng)生成面。

我們可以取消軟件的這一默認(rèn)，方法是：

點(diǎn)擊菜單欄Tools->Options->Modeleroptions

彈出設(shè)置對(duì)話(huà)框Ansoft

在對(duì)話(huà)框中將”Automaticallycoverclosedpolyline“的勾選去掉。Ansoft

去掉勾選后，繪制一條閉合的曲線(xiàn)將不再自動(dòng)生成一個(gè)面。

這時(shí)可以手動(dòng)的將一條閉合曲線(xiàn)生成面，有兩種方法：

在繪圖區(qū)中選中一條需要手動(dòng)生成面的閉合曲線(xiàn)。然后在菜單欄中選擇Modeler->

在子菜單中選擇Surface->

最后點(diǎn)擊CoverLines方法一：Ansoft

在繪圖區(qū)中選中一條需要手動(dòng)生成面的閉合曲線(xiàn)。在繪圖區(qū)中右擊鼠標(biāo)。在彈出菜單中選擇Edit->

在彈出菜單中選擇Surface->

最后點(diǎn)擊CoverLines方法二：Ansoft4.Maxwell2D繪圖的邊和對(duì)象在Maxwell繪圖區(qū)中，一個(gè)模型的“邊”和“對(duì)象”也是兩個(gè)獨(dú)立的概念?！斑叀北硎灸Ｐ偷耐獠窟吔纾弧睂?duì)象“代表一個(gè)模型的整體（包含邊）。objectAnsoft在Maxwell的求解過(guò)程中，往往需要指定我們所選擇的是模型的“邊”還是模型的“對(duì)象”。（軟件默認(rèn)我們選擇的是對(duì)象）例如：對(duì)一個(gè)模型添加激勵(lì)，我們一般加載在“對(duì)象”上；而添加邊界條件我們一般要加載到“邊”上。

如何在繪圖區(qū)選擇“邊”和“對(duì)象”？Ansoft方法一：

右擊鼠標(biāo)。在彈出菜單中選擇SelectObjects，表示選擇對(duì)象；在彈出菜單中選擇SelectEdges，表示選擇邊；Ansoft方法二：使用快捷鍵可以更方便的選擇“邊”或者“對(duì)象”點(diǎn)擊快捷鍵“E”：選擇邊；點(diǎn)擊快捷鍵“O”：選擇對(duì)象；模型變?yōu)榧t色表示“邊”或者“對(duì)象”已經(jīng)被選中。Ansoft5.繪制模型Maxwell繪制二維模型時(shí)，可以采用快捷按鈕繪圖，也可以采用下拉菜單繪圖。繪圖菜單中，自上而下分別是：繪制直線(xiàn)、繪制曲線(xiàn)、繪制圓弧、繪制橢圓、繪制圓、繪制正多邊形、沿路徑繪制、插入已有模型、繪制面、繪制點(diǎn)、插入多段線(xiàn)、繪制求解域。Ansoft

繪制直線(xiàn)方法一：用鼠標(biāo)繪制

點(diǎn)擊“繪制直線(xiàn)”快捷按鈕，開(kāi)始繪制直線(xiàn)；鼠標(biāo)在繪圖區(qū)左擊，確定直線(xiàn)的起點(diǎn)。拖動(dòng)鼠標(biāo)繪制出直線(xiàn)。鼠標(biāo)再次左擊，確定直線(xiàn)終點(diǎn)。鼠標(biāo)第三次左擊，完成繪制。Ansoft方法二：用輸入坐標(biāo)欄繪制

點(diǎn)擊“繪制直線(xiàn)”快捷按鈕，開(kāi)始繪制直線(xiàn)；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入直線(xiàn)的起點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定直線(xiàn)的起點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄中輸入直線(xiàn)的終點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定直線(xiàn)的終點(diǎn)。第三次點(diǎn)擊回車(chē)鍵完成直線(xiàn)繪制。Ansoft

注意使用輸入坐標(biāo)欄繪制直線(xiàn)的時(shí)候，鼠標(biāo)應(yīng)該在繪圖區(qū)之外，以避免誤操作??！Ansoft

繪制圓弧Maxwell提供了兩種圓弧，分別是三點(diǎn)圓弧和中心點(diǎn)圓弧。三點(diǎn)圓?。河檬髽?biāo)或者輸入坐標(biāo)欄確定3個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，這三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)分別是圓弧的起點(diǎn)、圓弧的經(jīng)過(guò)點(diǎn)、圓弧的終點(diǎn)。通過(guò)這三個(gè)點(diǎn)我們就可以唯一的確定一條圓弧。中心點(diǎn)圓?。褐行狞c(diǎn)圓弧也是由三個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)確定。這單個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)分別是圓弧的圓心點(diǎn)、圓弧的起點(diǎn)、圓弧的終點(diǎn)。通過(guò)這三點(diǎn)，我們也可以確定一條圓弧。Ansoft

繪制三點(diǎn)圓弧

點(diǎn)擊“繪制三點(diǎn)圓弧”快捷按鈕，開(kāi)始繪制圓??；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的起點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓弧的經(jīng)過(guò)點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的經(jīng)過(guò)點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄輸入圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)。點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的終點(diǎn)。第四次點(diǎn)擊回車(chē)鍵完成圓弧繪制。Ansoft

繪制中心點(diǎn)圓弧

點(diǎn)擊“繪制中心點(diǎn)圓弧”快捷按鈕，開(kāi)始繪制圓??；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓弧的中心點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的中心點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓弧的起點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的起點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄輸入圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)。點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓弧的終點(diǎn)。第四次點(diǎn)擊回車(chē)鍵完成圓弧繪制。Ansoft

繪制矩形Maxwell通過(guò)一個(gè)起始點(diǎn)以及相對(duì)于起始點(diǎn)，在X軸和Y軸的偏移量（變長(zhǎng)）來(lái)確定一個(gè)矩形。dxdyAnsoft

點(diǎn)擊“繪制矩形”快捷按鈕，開(kāi)始繪制矩形；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入矩形的起點(diǎn)坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定矩形的起點(diǎn)。在輸入坐標(biāo)欄中輸入矩形沿X軸和Y軸的偏移量。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定繪制矩形。Ansoft

繪制圓形Maxwell通過(guò)圓心和半徑來(lái)確定一個(gè)圓。

點(diǎn)擊“繪制圓形”快捷按鈕，開(kāi)始繪制圓形；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓形的圓心坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓心。在輸入坐標(biāo)欄中輸入圓形的半徑。（dx或者dy表示半徑）

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定繪制圓形。Ansoft

繪制橢圓Maxwell通過(guò)圓心、沿X軸的半徑、沿Y軸的半徑來(lái)確定一個(gè)橢圓。Ansoft

點(diǎn)擊“繪制橢圓”快捷按鈕，開(kāi)始繪制橢圓；鼠標(biāo)移出繪圖區(qū)，在輸入坐標(biāo)欄中輸入橢圓的圓心坐標(biāo)。

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定圓心。在輸入坐標(biāo)欄中輸入橢圓X軸的半徑。（dx表示半徑）

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，確定。在輸入坐標(biāo)欄中輸入橢圓Y軸的半徑。（dy表示半徑）

點(diǎn)擊回車(chē)鍵，完成橢圓的繪制。Ansoft

繪制函數(shù)曲線(xiàn)在實(shí)際工程中，有一些模型的復(fù)雜形狀不可能使用簡(jiǎn)單的曲線(xiàn)繪制方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，Maxwell提供了繪制函數(shù)曲線(xiàn)的功能，該功能對(duì)復(fù)雜模型的處理極為方便快捷。Ansoft例如：在2D中XOY面內(nèi)繪制三葉玫瑰線(xiàn)，不使封閉曲線(xiàn)生成面域。其參數(shù)方程：Ansoft執(zhí)行Draw>EquationBasedCurve命令，（或點(diǎn)擊函數(shù)曲線(xiàn)的快捷按鈕）系統(tǒng)自動(dòng)彈出參數(shù)曲線(xiàn)繪制窗口：繪制函數(shù)曲線(xiàn)的方法

軟件默認(rèn)的參數(shù)變量為_(kāi)t，在X、Y、Z三個(gè)方向上都可以設(shè)置為_(kāi)t的函數(shù)。而在Start_t和End_t中設(shè)置參數(shù)_t的起始和終止范圍。通過(guò)Points項(xiàng)可以設(shè)置由多少個(gè)點(diǎn)組成該參數(shù)曲線(xiàn)，若設(shè)置為0則表示由軟件默認(rèn)的點(diǎn)數(shù)組成，此時(shí)的曲線(xiàn)較為光滑，若該項(xiàng)設(shè)置過(guò)少則曲線(xiàn)將有多段直線(xiàn)組成。Ansoft點(diǎn)擊上圖中X(_t)項(xiàng)后的按鈕，則會(huì)彈出如下圖所示界面。

X(t)=：后一欄為X方向參數(shù)方程輸入欄，可以在此直接輸入關(guān)于_t的參數(shù)方程。

InsertFunction項(xiàng)：是輸入系統(tǒng)自帶的內(nèi)置函數(shù)，包括三角函數(shù)、反三角函數(shù)、取絕對(duì)值、求余、指數(shù)和對(duì)數(shù)等，基本滿(mǎn)足常用計(jì)算需求。

InsertOperator項(xiàng)：是插入數(shù)學(xué)運(yùn)算和邏輯操作，包括常用的與、或、非、點(diǎn)乘、叉乘等操作。

InsertQuantity項(xiàng)是插入?yún)?shù)項(xiàng)，系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)名稱(chēng)為_(kāi)t。Ansoft

在X向參數(shù)方程表達(dá)式中寫(xiě)入5*sin(3*_t)*cos(_t)，并點(diǎn)擊OK按鈕退出設(shè)定界面。與之相似的是Y(_t)項(xiàng)，點(diǎn)擊上圖中Y(_t)欄后的按鈕，在彈出的Y方向參數(shù)方程對(duì)話(huà)框中輸入5*sin(3*_t)*sin(_t)并點(diǎn)擊OK退出設(shè)定窗口。由于需要在XOY平面內(nèi)繪制三葉玫瑰線(xiàn)，所以在Z方向上可以設(shè)定為Y(_t)=0。同時(shí)，參數(shù)_t的初始值設(shè)定為0，而終止值設(shè)定為PI，即實(shí)現(xiàn)在0度至π弧度內(nèi)繪制曲線(xiàn)。為了使曲線(xiàn)看起來(lái)更加光滑逼真，在Points項(xiàng)中填寫(xiě)為0，由軟件自動(dòng)設(shè)置采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)。所有參數(shù)輸入完畢后下圖所示。AnsoftAnsoft注：如何將其生成面域？1、選中封閉曲線(xiàn)2、執(zhí)行Modeler>Surface>Coverlines命令，如下所示：Ansoft6.快捷按鈕

視圖操作快捷按鈕Ansoft

提示通過(guò)視圖操作按鈕，可以任意旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，這將會(huì)導(dǎo)致坐標(biāo)系位置的改變。在繪圖區(qū)域“ALT+雙擊鼠標(biāo)左鍵”可以恢復(fù)成原來(lái)的RZ坐標(biāo)系或者XY坐標(biāo)系。Ansoft

模型BOOLEAN操作按鈕Ansoft

模型復(fù)制快捷按鈕Ansoft

沿給定直線(xiàn)復(fù)制模型

選中需要復(fù)制的模型在坐標(biāo)欄輸入第一個(gè)坐標(biāo)。（表示直線(xiàn)的起點(diǎn)）在坐標(biāo)欄輸入第二個(gè)坐標(biāo)（dx，dy）。

dx表示復(fù)制后生成的模型距離原來(lái)模型在X軸的偏移量；

dy表示復(fù)制后生成的模型距離原來(lái)模型在Y軸的偏移量。Ansoft

提示為方便復(fù)制，我們一般將直線(xiàn)的起點(diǎn)?。?,0,0），起點(diǎn)在坐標(biāo)原點(diǎn)。當(dāng)dx，dy=（10,0）時(shí)，表明模型沿X軸水平復(fù)制，復(fù)制生成的模型與原模型水平距離10個(gè)單位，垂直距離為0；當(dāng)dx，dy=（0,10）時(shí)，表明模型沿Y軸垂直復(fù)制，復(fù)制生成的模型與原模型水平距離0，垂直距離10個(gè)單位。當(dāng)dx，dy=（10,10）時(shí)，表明模型沿45度角復(fù)制，復(fù)制生成的模型與原模型水平和垂直距離都是10個(gè)單位。Ansoft

鏡像復(fù)制模型鏡像復(fù)制是指沿指定的直線(xiàn)方向進(jìn)行鏡像復(fù)制，鏡面位于指定直線(xiàn)的起點(diǎn)，且與指定直線(xiàn)垂直。Ansoft

鏡像復(fù)制模型一般將指定直線(xiàn)的起點(diǎn)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)（0,0,0）；當(dāng)dx，dy=（0,1）時(shí)，表明指定直線(xiàn)是Y軸方向，因此是沿X軸鏡像復(fù)制，鏡面是X軸。Ansoft

鏡像復(fù)制模型一般將指定直線(xiàn)的起點(diǎn)設(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)（0,0,0）；當(dāng)dx，dy=（1,0）時(shí)，表明指定直線(xiàn)是X軸方向，因此是沿Y軸鏡像復(fù)制，鏡面是Y軸。Ansoft

模型移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)按鈕Ansoft7.快捷鍵匯總通用快捷鍵Ansoft建模快捷鍵Ansoft例1、在笛卡爾坐標(biāo)系畫(huà)一個(gè)圓心（0,0）、半徑為30mm的圓面。

操作步驟：(1)Maxwell2D>solutiontype…，彈出圖示對(duì)話(huà)框

8.2D建模實(shí)例Ansoft(2)點(diǎn)擊節(jié)“GeometryMode:后面的下拉菜單，如圖示:

（3）選取“Cartesian,XY”，點(diǎn)OK即可。Ansoft（4）Darw>Circle>點(diǎn)擊坐標(biāo)圓點(diǎn)或在右下面的坐標(biāo)框輸入0,0,0，然后回車(chē)，會(huì)出現(xiàn)dx，dy，dz對(duì)話(huà)框，分別輸入30,0,0，回車(chē)即可，生成如下圖所示：Ansoft例2、在笛卡爾坐標(biāo)系畫(huà)一個(gè)內(nèi)半徑為30mm、外半徑為50mm的圓環(huán)。（1）Darw>Circle>點(diǎn)擊坐標(biāo)圓點(diǎn)或在右下面的坐標(biāo)框輸入0,0,0，然后回車(chē)，會(huì)出現(xiàn)dx，dy，dz對(duì)話(huà)框，分別輸入30,0,0，回車(chē)即可，生成Circle1。（2）Darw>Circle>點(diǎn)擊坐標(biāo)圓點(diǎn)或在右下面的坐標(biāo)框輸入0,0,0，然后回車(chē)，會(huì)出現(xiàn)dx，dy，dz對(duì)話(huà)框，分別輸入50,0,0，回車(chē)即可，生成Circle2。Ansoft（3）選中Circle1、Circle2（4）在繪圖工作區(qū)右按右鍵，彈出圖示工具條，依次移動(dòng)光標(biāo)到“Eidt>Booean>Subtract…”

Ansoft（5）點(diǎn)擊Subtract…，彈出如圖所示對(duì)話(huà)框：（6）交換Circel1和Circel2，如圖所示：Ansoft（7）點(diǎn)OK，即出現(xiàn)一個(gè)圓環(huán)面，如下圖示：Ansoft例3、構(gòu)建一個(gè)35kv高壓鎧裝電纜的靜電場(chǎng)仿真模型。電纜從內(nèi)到外分別是：導(dǎo)體、絕緣層、屏蔽層、外護(hù)套。電纜結(jié)構(gòu)如圖：（自學(xué)）Ansoft電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：1）導(dǎo)體半徑：11.0mm2）絕緣層厚度：30mm3）屏蔽層銅凱厚度：0.5mm4）外護(hù)套厚度：5mmAnsoft在XY坐標(biāo)系中建模鎧裝電纜在XY坐標(biāo)系中是一個(gè)由四個(gè)同心圓組成的模型。根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，第一個(gè)同心圓（最外面的圓）半徑為：11+30+0.5+5=46.5mm；第二個(gè)同心圓半徑為：11+30+0.5=41.5mm；第三個(gè)同心圓半徑為：11+30=41mm；第四個(gè)同心圓半徑為：11mm；我們?cè)赬Y坐標(biāo)系中，以（0，0,0)坐標(biāo)作為同心圓的圓心，圍繞圓心創(chuàng)建四個(gè)圓就可以生成鎧裝電纜的仿真模型。Ansoft建模步驟第一步：繪制最外面的第一個(gè)圓。輸入（0,0,0）↓輸入（46.5,0,0）↓第二步：繪制最外面的第二個(gè)圓。輸入（0,0,0）↓輸入（41.5,0,0）↓第三步：繪制電纜的外護(hù)套（大圓減小圓生成外護(hù)套）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大圓；按住Ctrl選擇小圓；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第三步后，得到的模型由一個(gè)圓環(huán)和一個(gè)內(nèi)圓組成，圓環(huán)對(duì)應(yīng)電纜的外護(hù)套；還需要對(duì)內(nèi)圓繼續(xù)分割，以生成電纜的其他組成結(jié)構(gòu)。Ansoft建模步驟繪圖區(qū)中生成圓的邊線(xiàn)不夠光滑，其原因是：軟件默認(rèn)的曲線(xiàn)轉(zhuǎn)折角度為15度；為了讓生成圓的邊線(xiàn)光滑，可以修改這一默認(rèn)值，方法是：提示：菜單欄點(diǎn)擊View->VisualizationSettings;在彈出對(duì)話(huà)框中，將“MaximumNormalDeviation”修改為1度。Ansoft建模步驟第四步：繪制第三個(gè)同心圓。輸入（0,0,0）↓輸入（41,0,0）↓第五步：繪制電纜的屏蔽層。（與繪制外護(hù)套相同，大圓減小圓）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大圓；按住Ctrl選擇小圓；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第五步后，得到的模型由兩個(gè)圓環(huán)和一個(gè)內(nèi)圓組成，第二個(gè)圓環(huán)對(duì)應(yīng)電纜的屏蔽層；還需要對(duì)內(nèi)圓繼續(xù)分割，以生成電纜的其他組成結(jié)構(gòu)。Ansoft建模步驟第六步：繪制第四個(gè)同心圓。輸入（0,0,0）↓輸入（11,0,0）↓第七步：繪制電纜的絕緣層和導(dǎo)體。（與繪制外護(hù)套相同，大圓減小圓）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大圓；按住Ctrl選擇小圓；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第七步后，得到的模型由三個(gè)圓環(huán)和一個(gè)內(nèi)圓組成，第三個(gè)圓環(huán)對(duì)應(yīng)電纜的絕緣層；內(nèi)圓對(duì)應(yīng)電纜的導(dǎo)體部分。此時(shí)電纜的模型已經(jīng)基本完成。Ansoft建模步驟第八步：為了美觀，可以給電纜模型的各個(gè)圖形對(duì)象設(shè)置不同的顏色，同時(shí)修改對(duì)象名稱(chēng)。以修改電纜內(nèi)部導(dǎo)體的屬性為例：選中內(nèi)部的小圓，在屬性欄中修改小圓的屬性：Ansoft建模步驟最后生成的模型效果：Ansoft在RZ坐標(biāo)系中建模鎧裝電纜在RZ坐標(biāo)系中是一個(gè)由四個(gè)同軸矩形組成的模型。根據(jù)結(jié)構(gòu)參數(shù)，第一個(gè)同軸矩形（最外面的矩形）半徑為：11+30+0.5+5=46.5mm；第二個(gè)同軸矩形半徑為：11+30+0.5=41.5mm；第三個(gè)同軸矩形半徑為：11+30=41mm；第四個(gè)同軸矩形半徑為：11mm；假設(shè)建模的電纜長(zhǎng)度為300mm，則同軸矩形的長(zhǎng)邊為：300mm例：在RZ坐標(biāo)系中對(duì)上例中的電纜進(jìn)行建模。Ansoft建模步驟第一步：繪制最外面的第一個(gè)矩形。輸入（0,0,0）↓輸入（46.5,300,0）↓第二步：繪制最外面的第二個(gè)圓。輸入（0,0,0）↓輸入（41.5,300,0）↓第三步：繪制電纜的外護(hù)套（大矩形減小矩形生成外護(hù)套）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大矩形；按住Ctrl選擇小矩形；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第三步后，得到的模型由兩個(gè)矩形組成，外側(cè)的小矩形對(duì)應(yīng)電纜的外護(hù)套；還需要對(duì)內(nèi)側(cè)矩形繼續(xù)分割，以生成電纜的其他組成結(jié)構(gòu)。Ansoft建模步驟第四步：繪制第三個(gè)同軸矩形。輸入（0,0,0）↓輸入（41,300,0）↓第五步：繪制電纜的屏蔽層。（與繪制外護(hù)套相同，大矩陣減小矩陣）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大矩陣；按住Ctrl選擇小矩陣；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第五步后，得到的模型由三個(gè)同軸矩形組成，第二個(gè)矩形對(duì)應(yīng)電纜的屏蔽層；還需要對(duì)內(nèi)側(cè)矩形繼續(xù)分割，以生成電纜的其他組成結(jié)構(gòu)。Ansoft建模步驟第六步：繪制第四個(gè)同軸矩形。輸入（0,0,0）↓輸入（11,300,0）↓第七步：繪制電纜的絕緣層和導(dǎo)體。（與繪制外護(hù)套相同，大矩形減小矩形）點(diǎn)擊“O”，表示選擇對(duì)象；選擇大矩形；按住Ctrl選擇小矩形；Edit->Boolean->Subtract；勾選“Clonetoolobjectsbeforesubtracting”Ansoft建模步驟完成第七步后，得到的模型由四個(gè)同軸矩形組成，第三個(gè)矩形對(duì)應(yīng)電纜的絕緣層；內(nèi)側(cè)矩形對(duì)應(yīng)電纜的導(dǎo)體部分。此時(shí)電纜的模型已經(jīng)基本完成。Ansoft建模步驟第八步：為了美觀，可以給電纜模型的各個(gè)圖形對(duì)象設(shè)置不同的顏色，同時(shí)修改對(duì)象名稱(chēng)。以修改電纜內(nèi)部導(dǎo)體的屬性為例：選中內(nèi)側(cè)矩形，在屬性欄中修改小圓的屬性：Ansoft建模步驟最后生成的模型效果：Ansoft例4、試用多種方法在2D中的XOY面內(nèi)繪制一個(gè)如下圖所示的面域，左下角頂點(diǎn)坐標(biāo)為（0，0）。Ansoft法一：用