ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较

期末大作业题目：简单直流致动器ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较作者姓名：柴飞龙学科（专业）：机械工程学号：21225169所在院系：机械工程学系提交日期2013年1月1、背景简述：ANSYS软件是融结构、流体、电场、磁场、声场分析于一体的大型通用软件有限元分析软件，是现代产品设计中的高级CAE工具之一。而ansoftMaxwell软件是一款专门分析电磁场的分析软件，如传感器、调节器、电动机、变压器等。本人在实验室做的课题涉及到电机仿真，用的较多的是ansoft软件，因为其对电机仿真的功能更强大，电机功能模块更多，界面友好。现就对一电磁场应用实例，用ANSYS进行仿真分析，得到的结果与ansoft得到的结果进行简单核对比较。2、问题描述：简单直流致动器由2个实体圆柱铁芯，中间被空气隙分开的部件组成，线圈中心点处于空气隙中心。衔铁是导磁材料，导磁率为常数（即线性材料，r=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（1r），匝数为2000，线圈励磁为直流电流：2A。模型为轴对称。3、ANSYS仿真操作步骤：第一步：Mainmenupreferences第二步：定义所有物理区的单元类型为PLANE53PreprocessorElementtypeAdd/Edit/Delete第三步：设置单元行为模拟模型的轴对称形状，选择Options（选项）第四步：定义材料PreprocessorMaterialProps•定义空气为1号材料(MURX=1)•定义衔铁为2号材料(MURX=1000)•定义线圈为3号材料(自由空间导磁率，MURX=1)第五步：建立衔铁面、线圈面、空气面PreprocessorModelingGreateAreaRectangleByDimensions建立衔铁面建立线圈面建立空气面最终结果第六步：用Overlap迫使全部平面连接在一起PreprocessorModelingBooleansOperateOverlapAreas按PickAll第七步:平面要求与物理区和材料联系起来PreprocessorMeshingMeshingAttributesPickedAreas用鼠标点取衔铁平面PreprocessorMeshingMeshingAttributesPickedAreas选取线圈平面第八步：加磁通量平行边界条件PreprocessorSolutionDefineloadsapplymagneticboundaryVectorPotenFluxpar’1Onlines选取如下边界线段第九步：智能尺寸选项来控制网格大小Preprocessor-MeshingSizeCntrlssmartsizebasic第十步：网格生成PreprocessorMeshingMeshAreasFreePickAll结果如下：第十步：衔铁定义为一个单元组件（1）选择衔铁平面Utilityselectentities（2）选择与已选平面相对应的单元（3）图示衔铁单元Utilityplotelements第十一步：使单元与衔铁组件联系起来UtilitySelectComp/AssemblyCreateComponent第十二步：加力边界条件标志PreprocessorSolutionDefineloadsapplymagneticMagneticFlagCompForce第十三步：给线圈平面施加电流密度（1）选择线圈平面UtilitySelectEntity（2）得到线圈截面积.PreprocessorModelingBooleansOperateOperateCalcGeometricItemsOfAreas选择OK（3）将线圈面积赋予参数CAREAUtilityParameterGetScalarData第十四步：把电流密度加到平面上PreprocessorSolutionDefineloadsApplyExcitationCurrDensityOnAreas第十五步：solve进行计算PreprocessorSolutionsolveelectromagnetStaticAnalysisOpt&Solve第十六步：后处理（1）生成磁力线圈GeneralPostprocplotresultsContourPlot2Dfluxlines（2）计算电磁力GeneralPostprocElec&MagCalcComponentBasedForce(3)显示总磁通密度值(BSUM)GeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolution最后结果如下：此时，完成了用ANSYS仿真分析简单直流致动器的全部过程，之后将附上用ansoft仿真同一简单直流致动器的结果并做简单比较。4、ansoft仿真分析计算结果：5、对比结果分析：通过ANSYS和ansoft对同一模型进行电磁场仿真分析，其磁力线分布相同，磁通量分布也相同。但其各自有各自的优缺点。ANSYS最大的好处在于网格控制好，程序开放性极强，做耦合。它能与多数CAD软件接口，实现数据的共享和交换，如Pro/Engineer,NASTRAN,Alogor,I－DEAS,AutoCAD等。Ansoft是专门用来仿真电磁场的软件，其界面比ansys更友好，功能模块更多，尤其是仿真电机，优势更大。在此例仿真中，用ansoft可以不用定义自然边界条件、狄里克莱边界条件，只需确定对称边界条件即可，在设定激励条件时，不用知道线圈的面积，可以直接设定电流密度。但总体上来讲，就本例而言，由于模型比较简单，用两个软件仿真差别不大。