第二章 二維靜態(tài)分析

第二章二維靜態(tài)分析第1頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-2永磁體線性永磁體感應(yīng)曲線為線性可模擬大部分稀土磁體計(jì)算需要有“感應(yīng)曲線”要求兩種材料性質(zhì)相對(duì)磁導(dǎo)率μr各向同性正交各向異性矯頑磁力Hc

矢量值利用單元坐標(biāo)系定義材料性質(zhì)缺省:總體直角坐標(biāo)系H(Amp/m)B(T)BrHc固有曲線感應(yīng)曲線第二象限曲線圖稀土磁體典型曲線第2頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-3μr和Hc可以是隨溫度變化磁化方向平行/垂直于磁體中心線相對(duì)于某中心點(diǎn)徑向/環(huán)向材料庫中不提供μr和Hc的缺省值?，F(xiàn)代技術(shù)的進(jìn)步使磁體性能不斷提高年代第3頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-4相對(duì)于直線感應(yīng)曲線的磁體只要求Hc和一個(gè)單值的磁導(dǎo)率對(duì)于永磁材料，為了改善精度，利用剩磁感應(yīng)密度(Br)和Hc

來計(jì)算磁導(dǎo)率μr=Br/(μ0Hc)為使用方便，自由空間磁導(dǎo)率參數(shù)MUZ可以在命令窗口輸入MUZ=acos(-1)*IE-7缺省值時(shí)，角度的單位為弧度。用SIN或COS函數(shù)來計(jì)算Hc的分量時(shí)，常用“度”單位。因此角度的單位要變換：Utility>parameters>angularunits選擇OK在輸入窗口中輸入HC*COS(60)來代替數(shù)值輸入第4頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-5各向同性單元坐標(biāo)系缺省為總體直角坐標(biāo)系

Preproc>materialprops>isotropic材料2磁化方向平行于總體坐標(biāo)+X方向Br=1THc=700,000A/m空氣選擇OK選擇OK第5頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-6正交各向異性單元坐標(biāo)系缺省為總體直角坐標(biāo)系

Preproc>materialprops>orthotropic材料2磁化方向?yàn)榭傮w坐標(biāo)+X方向反時(shí)針旋轉(zhuǎn)60度Br=1Hc=700,000A/m選擇OK選擇OK第6頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-7Hc值仍然為700,000A/mHc是在總體直角坐標(biāo)下表示的由于模型對(duì)稱，B的最大值不變材料2第7頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-8問題描述平面，園環(huán)磁體磁體四極設(shè)置在磁體外圓圈上磁化方向?yàn)闃O向（柱坐標(biāo)系）分析目的模擬磁化特性SN應(yīng)用——永磁體SN磁極中心（象征性的）第8頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-9屬性 磁體:

Hc=50,000A/mBr=850Gauss尺寸: 內(nèi)徑=.5cm外徑=1cm勵(lì)磁: 沒有永磁體第9頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-10對(duì)稱條件只需模擬一個(gè)磁極邊界條件側(cè)邊:通量平行外半徑:通量垂直為了確定外半徑上的磁極中心，需要定義一個(gè)局部坐標(biāo)系，該局部坐標(biāo)系的X軸為總體X軸反時(shí)針旋轉(zhuǎn)45度通量平行條件磁極中心第10頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-11輸入cir1pole.mac宏建立模型定義材料2的磁體性質(zhì)

Preproc>material props>orthotropic材料2材料1選擇OK第11頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-12輸入Y方向磁體屬性（柱坐標(biāo)系的切線方向，該坐標(biāo)系待后定義）選擇OK選擇OK輸入空氣的各向同性磁導(dǎo)率（材料1）Preproc.>materialprops>isotropic選擇OK第12頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-13在外半徑上離總體坐標(biāo)系+X軸45度處，定義局部坐標(biāo)11

Utility>workplane>localcoord.systems>createlocalCS>atspecifiedloc在ANSYS輸入窗口中，利用外半徑0.01，角度45，輸入局部坐標(biāo)系原點(diǎn)位置坐標(biāo)回車（鍵盤）在建立局部坐標(biāo)系框內(nèi)選擇OK第13頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-14定義了局部坐標(biāo)系11后，在單元圖上會(huì)顯示其標(biāo)志11號(hào)局部極坐標(biāo)系，其與磁極中心相對(duì)應(yīng)第14頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-15輸入11以標(biāo)志該坐標(biāo)系選擇坐標(biāo)系的類型在命令行輸入的參數(shù)表達(dá)式的結(jié)果選擇OK第15頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-16磁體單元的單元坐標(biāo)系(ESYS)屬性相應(yīng)于11號(hào)局部坐標(biāo)系改變單元坐標(biāo)系通過材料屬性(2)選擇磁體單元

Utility>select>entities>elements>byattributes>material2 Preproc>move/modify>modifyattrib在選擇框內(nèi)選擇“PickAll”選擇OK第16頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-17在模型側(cè)邊施加通量平行邊界條件.

Preproc>loads>apply>boundary>-fluxpar‘l-onlines進(jìn)行求解

Solu>electromagnetic>opt&solv

第17頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-18圖形顯示磁力線觀察通量平行邊界條件在磁體平面內(nèi)磁力線呈圓形性質(zhì)由于磁體磁導(dǎo)率低而產(chǎn)生漏磁第18頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-19利用磁通密度的矢量圖能觀察場量的大小和方向選擇OK第19頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-20磁通密度B的方向相應(yīng)于MGYY和11號(hào)坐標(biāo)系正切向第20頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-21磁體非線性感應(yīng)曲線也能用于模擬.MGXX,MGYY視為線性磁體輸入感應(yīng)曲線用與非永磁體材料相同的方法輸入感應(yīng)曲線的輸入值被偏置一個(gè)Hc值Br(T)B(T)Hc(Amp/m)H(Amp/m)第21頁，共23頁，2023年，2月20日，星期三2.4-22Hc=50,400(Amp/m)單位:H(Amp/m)&B(T)ALNIC