ansys大作业ANSYS电磁场分析及与ansoft仿真分析结果比较Word文档格式.docx

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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，=1000），线圈是可视为均匀材料，空气区为自由空间（），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：

Mainmenu>

preferences

第二步：

定义所有物理区的单元类型为PLANE53

Preprocessor>

Elementtype>

Add/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

MaterialProps>

•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

Modeling>

Greate>

Area>

Rectangle>

ByDimensions

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

Modeling>

Booleans>

Operate>

Overlap>

Areas

按PickAll

第七步:

平面要求与物理区和材料联系起来

Meshing>

MeshingAttributes>

PickedAreas

用鼠标点取衔铁平面

选取线圈平面

第八步：

加磁通量平行边界条件

Solution>

Defineloads>

apply>

magnetic>

boundary>

VectorPoten>

Fluxpar’1>

Onlines

选取如下边界线段

第九步：

智能尺寸选项来控制网格大小

-Meshing>

SizeCntrls>

smartsize>

basic

第十步：

网格生成

Preprocessor>

Mesh>

Areas>

Free>

PickAll

结果如下：

衔铁定义为一个单元组件

（1）选择衔铁平面

Utility>

select>

entities

（2）选择与已选平面相对应的单元

（3）图示衔铁单元

Utility>

plot>

elements

第十一步：

使单元与衔铁组件联系起来

Select>

Comp/Assembly>

CreateComponent

第十二步：

加力边界条件标志

Magnetic>

Flag>

CompForce

第十三步：

给线圈平面施加电流密度

（1）选择线圈平面

Entity

（2）得到线圈截面积.

OperateOperate>

CalcGeometricItems>

OfAreas

选择OK

（3）将线圈面积赋予参数CAREA

Parameter>

GetScalarData

第十四步：

把电流密度加到平面上

Solution>

Apply>

Excitation>

CurrDensity>

OnAreas

第十五步：

solve进行计算

Solution>

solve>

electromagnet>

StaticAnalysis>

Opt&

Solve

第十六步：

后处理

（1）生成磁力线圈

GeneralPostproc>

plotresults>

ContourPlot>

2Dfluxlines

（2）计算电磁力

Elec&

MagCalc>

ComponentBased>

Force

（3）显示总磁通密度值（BSUM）

PlotResults>

NodalSolution

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。