ANSYS二维静态磁学分析

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1、第二章第2节二维静态分析2.2-2EMAG模拟的概念模型边界条件有:磁通量垂直磁通量平行周期性对称*偶对称奇对称根据单元方程式施加边界条件矢量(2D或3D)标量(3D)基于单元边(3D)*在第2章来讨论简单励磁的平面模型AABB线圈(象征性的)铁芯空气2.2-3在2D静磁场、交流和瞬态分析中采用磁矢量势方法(MVP)此公式称为MVP，磁通量密度(B)等于矢量势(A)的旋度B=Curl(A)对于二维情况，A只有Z方向分量，在ANSYS中表示为“AZ”自由度模型有二种边界条件描述-Dirichlet条件（AZ约束）:磁通量平行于模型边界Neumann条件（自然边界条件）

2、:磁通量垂直于模型边界2.2-4沿A-A通量平行边界条件需满足：模型中A-A的左边和右边是相同的几何形状相同材料属性相同左边和右边励磁相位差180度（即方向相反）对称平面边界条件沿A-A必须加约束BB（1/2）对称模型PoleFaceAAPreproc.>loads>apply>boundary>fluxpar’l>lines2.2-5半对称模型与全模型比较：磁通量密度是相同的线圈上Lorentz力是相同的贮能为1/2极面上力为1/2加载电流密度与全模型相同线圈(象征性的)简单导磁体的半对称模型2.2-6沿B-B磁通量垂直边条件需满足B-B线上下两边如下参数是相同的

3、几何形状材料性质B-B线上下两边励磁相同对称面(B-B)边界条件2D磁矢量势(MVP)方式，无须处理加载电流与全模型相同QuartersymmetrymodelofthesimplemagnetizerBB2.2-71/4模型与全模型比较磁通密度分布相同贮能为1/4所示线圈上的Lorentz力1/2作用在极面上力为1/2励磁体1/4对称模型BB2.2-8单元plane13andplane53用于模拟2D磁场Plane13:4节点四边形耦合场自由度：温度，结构，磁电源为Z方向B为线性变化适用于：Plane13变压器汇流排传感器线性或任意永磁系统螺线管磁体（致动器）直线

4、或旋转电机负载机械机械力矩2.2-9plane53:8节点，四边形耦合场自由度:磁与电路单元耦合电流为Z方向B可为二次非线性变化通常情况下的推荐使用单元适用于精度要求较高的分析场量分析大型机械力矩中节点2.2-10定义Plane13的单元类型和单元选项Preproc>elementtype>add/edit/delete选择ADD选择Plane13用单元类型号给平面赋属性选择OK2.2-11一旦定义单元类型，要选择单元选项单元选项控制:2D直流模拟为AZ自由度2D模拟型式轴对称平面点取单元选项2.2-12几何体型式用于直流模拟选择OK用于定义平面属性的参考号因为pl

5、ane13用于耦合场模拟，故该单元可以具有应力/应变结构选项2.2-13平面与轴对称比较端部效应平面:不包括轴对称:自动包括正向电流方向相反线圈两种情况都是施加正向电流铁板磁流密度矢量显示铁环轴对称:+Z电流方向进平面平面:+Z电流方向出平面2.2-14磁力线描述平面:AZ等值线轴对称:rAZ等值线电枢线圈定子平面或轴对称?平面或轴对称?2.2-15力、能量、电感的描述平面:单位长度轴对称:整个圆周上的值力:轴对称:无有效径向力（相互平衡）单位弧度力不为零（曲度线圈）2.2-16定义Plane53的单元类型和选项Preproc.>elementtype>add/ed

6、it/delete选择Add选择8节点Plane53增加单元类型号以给平面赋属性选择OK2.2-17定义单元类型后选择单元选项单元选项控制:绞线圈电压加载选项*连接电路单元与有限元区*模拟运动体的自由度*包括交流分析plane53单元模拟运动导体示图选择OK2.2-18考虑速度效应时，要求增加输入信息在实常数中定义。选择单元选项后，定义实常数是很方便的Preproc>realconstants...选择2.2-19平面属性要求实常数设置号速度单位:米/秒角速度单位:弧度/秒选择OK平面属性要求赋予单元类型号数