abaqus仿真電弧的案例
電弧放電仿真 ￥1000
電弧是指在兩個電極之間，因為電壓差引起的電離氣體擊穿形成的氣體放電現象。當兩個電極之間的電壓達到一定程度時，電流會在兩個電極之間形成一個通道，導電氣體會被電離，形成一個帶電等離子體，這就是電弧。電弧的形成需要滿足一定的條件，包括足夠的電壓差、適當的電極間距、導電氣體的性質等。當這些條件得到滿足時，電壓會加速導電氣體中的電子，形成高能電子束，撞擊氣體分子，激發化學反應并產生離子。這些帶電粒子會導致氣體的電導率增加，從而使電流在電極之間建立起電弧通道。電弧的特點包括高溫、高亮度、高能量和高頻閃爍。它具有強烈的熱輻射和光輻射，可以產生明亮的火花、火焰和光弧。由于電弧可以提供高能量，因此廣泛應用于電焊、電切、電刷涂等工業和實驗室應用中。
本案例基于COMSOL軟件多個物理場模擬了電弧放電的過程，模擬結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流合作！
展開 電弧仿真UDF和模型文件 ￥20
電弧仿真UDF和模型文件
斷路器開關電弧仿真
對于斷路器電弧的研究，主要包括開關分斷過程中起弧過程、弧根移動與躍遷及金屬柵片切割電弧這三個過程。采用comsol軟件，對簡單二維電弧的上述三個過程進行數值模擬，結合仿真結果，分析電弧的運動特性，指導后續的產品改進。
本次模擬對象的幾何模型如下圖所示。圖1和圖2差別在于，圖1動觸頭向下分斷，而圖2動觸頭向上分斷。研究觸頭布置的不同給電弧運動帶來的差異；
圖1斷路器開斷起弧(動觸頭向下移動)
圖2 斷路器開斷起弧(動觸頭向上移動)
邊界條件設置：橫向磁場強度為50mT，回路電流為100A，環境溫度300K，初始化給起弧區域溫度為4000K。注：當回路電流給100A時，電弧電流也就是保持恒定值，因此電弧通過柵片作用也不會被熄滅，本次模擬僅觀察兩類觸頭布置下電弧運動差異。
圖3 電弧運動(動觸頭向下)
圖4 電弧運動(動觸頭向上)
從圖3和圖4中可以看出，電弧運動的差異性取決于弧根移動距離及其跳躍時間。為了使電弧在跑弧道上弧根水平距離保持一致，將觸頭形式布置圖2的形式，有利于柵片均勻切割電弧。
以上研究存在一些不足之處，僅提供參考意義。
展開 初步研究電弧仿真收斂性
斷路器電弧運動仿真
Comsol6.1版本出來了，原本認為最新版本在斷路器電弧收斂性方面會有很大的改善，然而導入之前已做好的6.0版本文件發現，在多物理場模塊下，之前需要的方程模塊選項沒了，多出來磁流體模塊。研究了一個下午，起弧是能模擬出來，而電弧似乎一直在觸點附近，并沒受到洛侖磁力的作用，也找不出原因。最后，還是研究以前的案例。
現將電路串聯電阻設置為0.5Ω，以前是1.5Ω，1.5Ω時的收斂性好于0.5Ω，后者很難收斂。通過改變求解器設置參數，得到了以下收斂圖，如圖1所示。
圖1 殘差收斂圖
最終的溫度云圖和速度云圖等，一口氣疊加在一起，如圖2所示。
在電弧收斂性方面，據圖1本人總結，當殘差值在e7左右時，結果很難收斂，半天就跑0.5ms。
展開 
MCCB觸頭打開電弧運動過程仿真分析
電弧分析是斷路器設備的重點與難點，主要考慮流體分析、熱分析、電場分析、磁場分析，其難度是最大的地方是如何讓電弧更改好的進入柵片，本次分析的是經典案例，將MCCB的觸頭分開，那么觸頭之間產生電弧，在ANSYS分析中能夠更好的獲取電弧的運動趨勢，觀察電弧將進入柵片的過程
溫度變化過程如圖所示
電流變化過程如圖所示
電壓出現下降趨勢，結果如圖
采用的動網格顯示效果如圖所示
獲取電壓的變化過程云圖，電弧進入柵片，動靜觸頭打開，電弧電壓上升，該過程能夠很好的變化電流運動過程，查看其效果觀察柵片的布局合理性，觀察電壓變化過程，為滅弧室設計提共很好的支撐
關鍵詞：MCCB 電弧仿真 斷路器
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
專注于電弧仿真的方法研究
如有問題請留言?。?！
展開 某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
（添加V：fwz0703）
某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
1.分析目標
電氣設備開關類產品或接觸器在電力系統中承擔著控制電路通斷的重要任務。當接觸器觸頭斷開電路時，會產生電弧。電弧的存在不僅會影響接觸器的正常工作，還可能導致觸頭材料燒蝕，降低接觸器的可靠性和電壽命。因此，研究接觸器觸頭電弧運動特性，對接觸器的設計與改進至關重要。
2.計算難點
傳統對電弧的研究主要以實驗為主，但電弧運動涉及流場、熱場和電磁場等復雜變化過程，實驗研究難度較大。隨著計算機計算性能和仿真軟件技術的進步，電弧仿真逐漸成為可能，且仿真結果的準確性大大提高。通過仿真分析，可以在虛擬環境中模擬電弧運動過程，深入了解電弧特性，為接觸器的優化設計提供依據。
2.1流體、電磁與輻射過程方程
電弧運動過程中，流場、熱場和電磁場相互作用、相互影響。例如，電磁力會影響電弧的運動軌跡，電弧的溫度分布又會影響氣體的物性參數，進而影響流場的變化。磁流體動力學模型能夠綜合考慮這些多物理場的相互耦合關系，準確描述電弧的運動特性。
2.2氣體物性參數計算方法
1.流體過程方程主要描述電弧等離子體的流動特性，包括連續性方程、動量方程和能量方程等，用于求解氣體的速度、壓力和溫度分布。
2. 電磁過程方程則考慮了電場、磁場與電弧等離子體的相互作用，通過麥克斯韋方程組來描述電磁現象，求解電場強度、磁場強度等參數。
3. 輻射過程方程用于考慮電弧在運動過程中的熱輻射損失，它對電弧的能量平衡和溫度分布有著重要影響。通過合理的輻射模型，可以準確計算電弧的輻射能量，提高仿真結果的準確性。
展開 斷路器滅弧室電弧重燃現象的仿真
斷路器在觸頭分開后，電弧進入滅弧柵片，電弧電壓升高，這個是最理想的狀態，從而達到滅弧的目的，結果如下圖所示
但是，電弧可能會發生重燃， 電弧重燃后其在觸頭位置重新出現電弧，從而將電弧電壓迅速的降低，進而電弧持續燃燒，打不打滅弧的目的，結果如下圖所示
究其原因，應該是在觸頭位置其電弧燃燒后的余溫過高，觸頭之間的電壓較大，達到了重燃的條件，這個重燃是突然的發生，并沒有傳導的趨勢，降低這個的條件就是讓電弧快速遠離觸頭，降低溫度。
除此之外，電弧還可能發生背后擊穿，在滅弧柵片的后方，電弧運動過去之后發生短接，從而降低電弧電壓
所以這種情況不是我們想看到的結果，這就需要我們將電弧最好同時通過滅弧柵片達到提高電弧電壓的目的
電弧仿真可以模擬電弧進入柵片，動靜觸頭打開，電弧電壓上升，能夠很好的獲取變化電流運動過程，查看其效果觀察柵片的布局合理性，觀察電壓變化過程，為滅弧室設計提共很好的支撐
關鍵詞：斷路器 電弧仿真 ansys
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
專注于電弧仿真的方法研究
如有問題請留言?。?！
展開 微型斷路器電弧仿真分析_MCB Arc Simulation
2) 引導區域是從觸點處到滅弧柵之間的空間，由上下兩組導磁鐵片及絕緣隔離片組成，形成一個電弧轉移通道。3) 滅弧柵組件：由9片相互絕緣、片間距約為1.8mm的帶有凹口的鋼片用絕緣框組裝而成，框背后開有通氣孔。
圖19 滅弧室結構及原理示意圖2、 電弧的害處斷路器分斷大電流時，動靜觸點間會產生溫度極高、發出強光的電弧。電弧有兩個害處，一是引起高溫燒壞觸點等零件；二是它本身也是電流，電弧不熄相當于電流不斷，而斷路器需要非?？焖俚亟K止所有電流，通常要求機構跳閘后30－150毫秒之間熄滅電弧。
3、 柵片滅弧原理小型斷路器通常采用“金屬柵片滅弧法”，其基本原理是利用金屬柵片產生的感應磁場形成電磁動力（磁吹弧力），將電弧吸入滅弧室，然后分割成若干小段，利用交流電的“過零”及電弧的“近陰極效應”達到快速熄滅電弧的目的。另外滅弧柵還有降溫、散熱、通風等功能。移動電弧的電磁力分析：電弧本質上是一團被電離的氣體，受力時易發生移動。同時它也是一段電流，既可以產生磁場，也可受到電磁力作用。斷路器觸點右邊設置了上下2塊鐵片，滅弧柵組件中有9片鐵片，當電弧產生時，強大的電弧電流產生磁場，將鐵片磁化（有研究表明可多產生約39%的磁場）。這個磁場力反過來又對電弧產生安培力，將電弧往鐵片方向拉（另一邊看來是吹），電弧迅速移入滅弧柵組件。不用擔心會吹過頭，過頭了還會吹回來的。電弧在滅弧室被截成多段小電弧，然后冷卻、熄滅。根據電弧的“近陰極效應”，電弧放電時，近陰極一端吸引、積累了大量正離子，當交流電過零反向后，陰極變陽極，正離子區域可以形成約150V－250V左右的反向電場，這個電場能抵消起弧的外電場，從而阻斷電弧電流。滅弧室設計成9隔，電弧引入后被截成10段，每段都有一個陰極，串聯起來就有1500V以上的反壓，當外電場低于此值，電弧就會熄滅。
展開 電弧仿真關于直流斷路器，永磁鐵的影響
電弧仿真關于直流斷路器，永磁鐵的影響
永磁體的添加，可以看到電弧在磁場的作用下有個明顯的便宜，參考下面的視頻動畫
5.19 直播預告 | 揭秘電弧仿真：Ansys最新技術與應用案例
5月19日16:00，Ansys官方『揭秘電弧仿真：Ansys最新技術與應用案例』研討會將基于Fluent、Maxwell講解電弧仿真多物理場聯合分析，建立從原理方法到工程案例的完整實踐流程。感興趣的下滑預約學習??
時間：5月19日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
隨著電力設備向高容量、高可靠性發展，電弧仿真已成為設計與驗證階段的關鍵技術之一。本次線上研討會將聚焦 Ansys 在電弧仿真領域的最新進展，詳細介紹如何利用 Fluent 與 Maxwell 實現電弧的多物理場聯合分析。內容涵蓋從原理方法到工程案例的完整實踐過程，幫助工程師更準確地評估電弧風險、優化設備設計，并縮短研發周期、降低試驗成本。
講師：
羅智 | Ansys 高級應用工程師
羅智，Ansys高級應用工程師，主要負責Fluent、Polyflow等流體產品的售前技術支持工作。從事流體仿真工作近十年，具備豐富的家電、消費電子等行業經驗，現專注于流程自動化、電弧仿真、材料成型、氫能等應用領域。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
(web: https://www.yqgqt.org.cn/links/24)
- -THE END- -
技術鄰簡介：
技術鄰，是一家深耕工科制造業領域逾二十年的專業技術平臺。
我們的服務覆蓋力學、機械、材料、航空、交通運輸、電子電氣、通信、化工、能源、船舶、冶金、建筑土木、水利測繪等眾多專業方向。以CAE仿真為特色和入口，在結構、流體、電磁、熱動力學、工藝、聲、光及加工工藝等領域，擁有深厚的專家資源和項目經驗。累計幫助1200+企業解決制造業研發困擾，100萬+工程師提升專業能力。
展開 Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設置好參數后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網格-材料-接觸設置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎的初學者，本插件可以避免前期花費大量時間的學習Abaqus相關流程，可以基于根據自己的需求先行獲得仿真結果完成主要目標，然后再根據插件生成的CAE文件慢慢學習體會SHPB仿真流程，提高學習效率。
對于非初學者，本插件可以快速調整模型參數和工況設置，短時間內進行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
展開 
BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 Abaqus 三維鉆孔仿真案例教學 ￥29.99
<h2>1、 引言</h2><p>本教學圍繞機械加工中的鉆孔工藝，借助 Abaqus 有限元分析軟件開展三維鉆孔過程仿真建模實踐教學。課程以常見鉆孔工況為研究對象，系統講解從幾何建模、材料定義、網格劃分到載荷施加及結果分析的全流程操作，旨在讓學員掌握：</p><p>? 三維鉆孔模型的合理簡化與參數化建模技巧</p><p>? 鉆孔過程中材料本構關系與斷裂準則的實際應用方式</p><p>? 網格劃分在鉆孔仿真大變形場景中的優化手段</p><p>? 鉆孔力、溫度場及孔壁質量等關鍵物理量的提取與分析技巧</p><h2>2、 幾何模型與材料參數</h2><h3>（1） 模型構建：</h3><p>本教學涉及的部件模型均通過 SolidWorks 軟件完成建模并導入分析環境。由于課程重點在于方法傳授，因此不詳細闡述部件建模的具體操作，主要圍繞導入后的仿真分析流程進行深入拆解與演示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/854d5227c538aa4ae948a58feff022ae.png"></p><p>圖1鉆頭部件</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202508/42efbdf7cd12217f384fc2f65c1a2cf7.png"></p><p>圖2 待鉆孔金屬板材</p><h3>（2） 材料屬性：</h3><p>定義鉆頭部件和待鉆孔金屬板材的熱物理參數（如導熱系數、比熱容、熱膨脹系數）與力學參數（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化。
展開 XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知XFlow與Abaqus的雙向流固耦合仿真須知
1）Abaqus 和XFlow 的協同仿真屬于FSI 仿真類型，即流固耦合仿真；
2）XFlow 必須在Labs 模式下運行，激活Labs 模式的路徑是：Main menu > Options > Preferences > Application mode> Labs；
3）建議使用Abaqus 2018 及以上版本；
4）Abaqus的協同仿真服務功能必須提前安裝好；
5）如果Abaqus的協同仿真服務沒有安裝，那么請按以下方式進行安裝：假設版本是Abaqus 2018， ?》》 首先使用X64命令行運行：abq2018 extractCseApi ?》》 然后把CSS服務二進制文件夾寫入系統path變量： X:\xxxxxx\Dassault Systemes\SimulationServices\V6R2018x\win_b64\code\bin， 其中X:\xxxxxx是相應的安裝盤符和文件夾。
6）如果版本是2019不用安裝5)中的步驟，但也需要建立上述環境變量。
7）協同仿真時，數據是雙向交互式進行傳遞的，Abaqus傳輸位移和速度信息給XFlow，XFlow傳輸載荷信息給Abaqus，仿真時的所有模型參數建議使用SI單位制。
展開 基于ABAQUS的直接式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
本案例將介紹韌性材料的直接式霍普金森拉桿原理及其Abaqus仿真方法。
2.1 SHTB原理
直接式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結構
直接式霍普金森拉桿（SHTB）一種結構形式如上圖所示。相比于常規壓縮試驗裝置結構，SHTB裝置入射桿的加載端通過螺栓連接傳遞法蘭，撞擊桿設計為套筒結構，套裝在入射桿上，套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個拉伸載荷脈沖。試樣與入射桿、透射桿通過連接結構固定，連接方式有螺紋連接、粘膠連接以及卡具連接等。
實際SHTB裝置是套筒撞擊桿以一定速度撞擊傳遞法蘭，在入射桿加載端形成一個拉伸載荷脈沖。仿真時可采用兩種載荷加載方法：撞擊桿法是模擬試驗基于撞擊桿撞擊產生加載載荷，等效載荷法，顧名思義是直接對入射桿加載端面施加等效加載載荷。
以下給出撞擊桿尺寸、速度與等效載荷脈寬、峰值換算關系：
（1）撞擊桿長度 Lst 與載荷脈寬τi：
（2）撞擊桿速度V0與載荷峰值σi：
其中， Lst 為撞擊桿長度， Cb 為桿件波速， ρb桿件密度。
2.2 仿真模型
直接式霍普金森拉桿SHTB仿真模型
根據試樣形狀及連接方式、加載方式設置6個作業模型：
仿真模型各部尺寸和參數如下：
三種試樣尺寸
三種試樣尺寸如圖，片狀試樣厚度2mm。
展開 