ANSYS磁场耦合场分析

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1、第五章ANSYS耦合场模拟综述5-2耦合场模拟包括如下场的组合结构-磁电压供电致动器的衔铁运动汇流排在Lorentz力作用下的变形永磁体运动引起的线圈内感生电流热-磁汇流排感应加热（通常以数千赫兹的频率）金属感应加热熔化过程（通常小于100赫兹）汇流排升温电压供电绕组的线圈升温5-3可用两种基本方法模拟这种耦合现象序列法（间接法）:磁场分析结果用作热或结构分析的边界条件在序列分析过程中，利用“物理环境”功能，进行自动循环，改变初始求解场的属性和几何体Solu>physicenviron5-4直接法:在某些单元类型内（如plane13）直接包含了多场自由度（热-磁

2、、结构-磁等）单元每个节点不仅包含了磁自由度，而且包含位移和温度自由度，可在单元类型选项中选择自由度单元类型自由度的选择5-5三维汇流排变形在三维模拟实例中采用三维汇流排，确定排的变形汇流排模型，由于电流同方向，位移为Z方向，朝着对称平面电流方向两个汇流排“角形”组件5-6需要先前的磁场分析结果如果没有汇流排的磁场分析结果，必须重新分析得到输入命令angle3d,1,1，这将进行求解汇流排单元Lorentz力的磁场分析5-7利用磁场分析中生成的力进行结构分析，则单元类型必须转换到结构单元类型:solid45Preproc>elementtype>add/edit

3、/delete选择6，这是汇流排的单元类型选择ADD5-8把单元类型6定义为三维结构单元输入6与汇流排相对应选择OK定义了结构单元类型后，结构自由度被激活。静力学分析所要求的材料性质为弹性模量EX(N/m2)。5-9定义汇流排弹性模量Preproc>materialprops>isotropic选择OK材料号2相应于汇流排选择OK5-10现在可以将力能施加在汇流排上Preproc>loads>apply>-structural-force/moment>frommaganaly因为只有一种结果，此处为“空”就可以读入正确结果对于没有电路单元的磁场分析，缺省的结果

4、文件为file.rmg选择OK5-11力的分量如图所示，箭头长度相应于力的大小利用PlotCtrls中的符号和边界条件控制项来控制力的符号显示5-12其边界条件用来约束汇流排“角形”组件Preproc>loads>apply>-structural-displacements>onlines在“角形”组件的三个地方加结构约束条件5-13利用PlotCtrls中的缩放控制来辅助选择感兴趣区域的线段选择“角形”左侧的线段选择“角形”下孔的线段选择“角形”上孔的线段5-14施加位移条件因为45号单元只支持位移约束，在所选线上用“All”将约束UX、UY、UZ三个位移自

5、由度。选择OK5-15对结构结构分析执行求解Solu>newanalysis[STATIC]图示单元和节点来确认只激活了汇流排开始求解Solu>currentLS（将显示警告（warning）信息表示模型只有部分被激活）5-16窗口也将显示激活的其他自由度，这是因为还定义磁场分析的单元的类型。但是求解只在激活单元上进行。结构自由度磁自由度5-17在后处理中可以观察到位移形状Postproc>plotresults>deformedshape变形图迭加在模型的轮廓线上选择OK最大位移1.9mm5-18应力强度等值图Postproc>plotresults>noda

6、lsolution选择OK5-19利用物理环境，可以把热分析和磁场分析组合起来，如下面在6KHz块导体场作用下的导磁汇流排的动画所示这是在一系列交流分析后，进行了瞬态热分析执行动画文件acpower.avi观察动画功率损失（瓦）时间(秒)导磁汇流排导体5-20汇流排和块导体内的功率运行动画文件thermal.avi观察动画温度(F)时间(秒)