ansys 仿真 開關的案例
目前在做的是開關柜仿真，只加了磁場和固體傳熱，跑不
目前在做的是開關柜仿真，只加了磁場和固體傳熱，跑不出來。最后把固體傳熱和場耦合都關了，只跑磁場一直出現這個問題，是啥情況??！
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利用仿真優化看似簡單的電子開關
為了在產品開發過程中降低成本和爭取時間，GTC使用了ANSYS Icepak、ANSYS Multiphysics、ANSYS FLUENT和ANSYS Workbench等技術。在最近的一個項目中，研究人員使用ANSYS Icepak對一個布線系統開關裝置組件（安裝和控制開關）進行熱和電模擬，來確定焦耳加熱產生的溫度，以及定義導體和絕緣體規格，以便有效地管理熱量。該研究擴展到分析電-熱接觸電阻的影響，緊湊型電氣設備中輻射傳熱的影響，以及過電流和高環境溫度對產品熱性能的影響。工程小組將模擬結果與實驗結果進行了比較。
圖1 開關裝置組件原型和顯示仿真重點區域的示意圖
圖2 材料、尺寸和輻射涂層優化實驗設計結果
安裝和控制開關廣泛應用于超低壓領域。這些開關的電流范圍為10安培至60安培，并作為通斷機構的家居照明，工業機器和其他設備。研究的開關裝置組件由多個固定端子組件和一個控制觸點閉合或斷開的移動端子組成。模擬幫助團隊獲得了有效的材料和涂層。該軟件還有助于滿足接觸壓力的設計規范。實驗設計(DOE)研究涉及尺寸變化、材料選擇和輻射涂層，以及接觸電阻對產品溫度的影響。把接觸電阻模擬為一個微米量級厚度的連通薄板。所使用的材料假定為銀。用I2R計算觸點的總功率，其中I是產品的電流規格，R是通過實驗計算的觸點上的有效歐姆電阻。R計算為測量的毫伏降除以I。用實驗室試驗得到的接觸電阻數值常數對有限體積模型進行標定，可以保證計算的穩健性。
圖3 開關組件的ANSYS Icepak簡化模型
工程師們利用ANSYS Icepak軟件的焦耳加熱能力，給出了電阻率、電流規格和電阻率熱系數等電學性質和邊界條件。該系列產品的歷史數據以接觸區和輸入輸出端的毫伏降測量形式提供。
展開 報名 | Ansys 開關電源設計解決方案
開關電源設計涉及電場和電磁學與機械應力、熱和流體的耦合，Ansys可提供一套完整的開關電源設計解決方案，經過多年的市場檢驗，已經在磁性器件設計、半導體器件建模、電磁兼容濾波器設計等方面獲得了客戶的認可。
2022 R1新版本中Maxwell支持多相電機的ECE降階模型生成，改進了感應電機等的效率map圖計算，同時還增強Litz線損耗預測功能，相信會給廣大開關電源客戶帶來更多價值。5月17日，『Ansys 開關電源設計解決方案』網絡研討會即將上線，歡迎開關電源企業設計人員或大型綜合企業的開關電源設計人員預約參會。
時間
5月17日（星期二），16:00-17:00
講師介紹
楊利輝 | Ansys低頻電磁高級應用工程師
多年來從事開關電源電路、磁性器件以及其電磁兼容的仿真及設計，目前在Ansys公司從事開關電源和電機系統方面的技術支持和市場拓展工作。
展開 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 
Ansys Speos | 助力汽車按鍵開關設計與優化
3.光導優化
Ansys Workbench 是一個強大的協同仿真平臺，它可以實現Ansys Speos優化變量與目標的發布，具體優化迭代可以交給軟件進行自動化的流程。Ansys Workbench操作界面中，設置好輸入/輸出參數，并對輸入參數變量進行優化區間設置，對輸出參數進行目標約束。
案例選取了光導的8個設置參數 (P1-P8) 作為輸入參數變量，字符4個輪廓的RMS Contrast (P9-P12) 作為輸出參數。直接優化算法會根據輸入/輸出參數設計函數關系來確認優化的迭代次數，并篩選出最佳設計點，同時可保留每個設計點的結果文件及優化結構模型。
4.結果評估
經過327次的軟件迭代后，我們找到第264次仿真為最優結果。該結果與初始狀態相比有了極大的改善，字符輪廓P9-P12的RMS contrast相對數值很低，滿足產品設計要求。
結束語
Ansys Speos可完成光學系統的性能評估，同時Optical Part Design模塊提供多種方法進行光導設計。本案例模型簡單，優化變量與目標相對較少，采用Workbench平臺的Direct Optimization功能即可完成優化。假如針對復雜的模型結構且多變量與目標的工況時，建議用戶采用optiSLang工具完成更為復雜與挑戰的工程項目。設計前期如果沒有模型需要光學驗證，可以直接忽略流程一。
展開 RecurDyn成功案例：多體仿真優化隔離開關
隔離開關設計要點是在緊急操作期間從 ON 切換到 OFF 所需的時間。如果速度太慢，開關內部會產生電弧，可能會損壞觸點和附近其他部件。此外，整體設計必須提供高魯棒性和耐久性。意大利 Lovato Electric S.p.A. 公司將 RecurDyn 引入其產品設計周期，以優化其機電設備的動態性能，包括隔離開關。除了實現上述設計目標外，該公司還能夠減少物理樣機的數量和試驗次數，從而節約開發成本。
直播 | Ansys磁性元件及開關電源設計解決方案
4月，Ansys官方及其渠道合作伙伴將推出多場線上活動，Ansys官方主辦的Ansys 2021 R1新品發布系列網絡研討會仍在火熱進行中，合作伙伴也將推出6場線上網絡研討會，第二場報名鏈接已開放，歡迎大家報名，其他場次報名敬請期待。
4月14日 | 【Ansys*恩碩科技】Ansys磁性元件及開關電源設計解決方案
簡介：開關電源(SMPS)是重要的電力電子設備，廣泛應用于各類消費電子、工業自動化、電力設備、航空航天、軌道交通等領域。開關電源的研發通常需要關注它的電路功能實現、損耗、發熱及EMC等問題。解決這些問題最先進的方法是利用CAE技術，使仿真與試驗、經驗相結合，形成互補，從而提升研發設計能力，有效指導新產品的研發設計，節省產品開發成本，縮短開發周期，從而大幅度提高企業的市場競爭力。
合作伙伴：武漢恩碩科技有限公司
地點：線上
費用：免費
>>點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/8d5be559?source=jishulink
4月19日 | 【Ansys*恒士達】LS-DYNA混凝土本構72號模型簡介
簡介：LS-DYNA中有多種用于三維實體單元的混凝土本構模型，其中，72號材料本構模型運用得比較廣泛，本次研討會主要介紹72號材料本構模型的原理、使用方法以及優缺點和適用范圍?？梢詭椭鶯S-DYNA用戶能夠正確設定數值參數并在工程應用中合理使用72號材料。
展開 ANSYS workbench 開關按鈕非線性瞬態分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習開關按鈕的三維模型處理
2、學習開關按鈕非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態分析步的建立
4、學習開關按鈕非線性瞬態分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 開關按鈕非線性瞬態分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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電子開關的制造：壓鑄件的設計以及仿真方案
上海析模科技有限公司---FLOW-3D中國指定代理
作者：馬克利特（Mark Littler of Littler Diecast Corporation）
利特壓鑄集團（Littler Diecast Corporation）為一個航天設備上的電子開關進行設計，并且打算以壓鑄制程制作。當設計完成交給另外一家制造廠進行量產時，鑄件成品的品質發生了嚴重的問題，鑄件需要重新設計，以減少廢品率。Littler Diecast 以 FLOW-3D 進行仿真方案設計，希望從仿真結果中找出鑄件發生品質不良的原因，協助客戶解決這個棘手的問題。
X-ray of original part, showing porosity problems.
問題點的判斷判斷
這個電子開關的材料為 Al-380，尺寸大約是1 ?” x 1” x 1/2” 。 Littler Diecast 發現縮孔的位置主要位于兩個區域，分別是中央平板的區域以及圓筒的區域。這個結果經過客戶以 X-Ray 測試驗證確認?？s孔形成的主要原因來自于金屬的流動方式。金屬融湯從圖一的澆口位置進入，噴濺到鑄件的底部再形成回包的現象。減入空氣后，由于金屬固化的速度相當快，該位置發生鑄不滿現象。在圓筒處的問題發生原因與平板位置相同。流體會先充填離澆口位置最遠處再形成回包卷氣，卷入的空氣無法從分模面上排出。
圖一, 原始設計，采用單一澆口。
展開 針對多物流場的NVH分析-開關磁阻電機噪音的仿真與優化
因此，開關磁阻電機(SRM)日益受到有遠見的汽車制造商們的青睞。在這些電機當中，轉子向著定子與轉子磁極間空隙中磁阻最低即電感最高的位置轉動，從而產生旋轉運動。通過連續對定子中的異名極供能，實現連續旋轉。
廉價高功率開關設備的易得性推動了SRM的工業應用。這些電機清楚地展示了自己的優勢，比如構造簡單且堅固、制造成本低廉（無永磁體）、扭矩轉速特性出色，而且在很大的轉速范圍內都能實現最高效率。但是，幾種缺點也阻礙了其在電動汽車領域的應用。這些當中就包括由于扭矩波動當中就包括由于扭矩波動較大而產生的噪音及電磁干擾 (EMI) 噪音。
電機設計領域大多只將重點放在降低扭矩波動來解決SRM的噪音、振動和平順性(NVH)問題。控制策略優化來降低扭矩波動，的確能給噪音輻射帶來有利的影響。但是，為了避免在電動汽車內感受到過度的振動和噪聲，優化電機結構及其外殼同樣也必不可少。在設計流程的早期階段納入詳細的聲振分析，有利于電機設計者更好地了解并控制最終產品的NVH特性。本文中所談到的電機具有八個定子磁極（四對定子磁極）以及六個轉子磁極。這是一 款8/6式 SRM，具有四個獨立的相，專為汽車牽引應用而設計，可提供200Nm的峰值扭矩和40kw的峰值功率。此外，該款SRM的設計也專門用于采用無級變速箱(CVT)的全混合傳動系統。
通過仿真優化電機噪音（包括SRM）涉及頗具挑戰性的多物理場建模。SRM中的噪音和振動主要源于定子的結構性激振，是由不斷變化的磁場和相電流引起的。電機外表面的結構變形導致其周圍的空氣流動，從而產生了氣壓變化，形成噪音。要實現精確的仿真，需要將磁學、振動（結構性）和聲學領域加以結合，才能正確捕獲所涉及的全部現象。
第一步是計算定子上的磁力。為此，就要對離散數的轉子角度和相電流值進行二維電磁有限元(FE)仿真。
展開 仿真應用 | Workbench大變形開關對有限元求解的影響
南京安世亞太公司
在基于ANSYS Workbench平臺進行電梯轎廂的剛度分析時，需要明確是否開啟大變形開關。那么大變形選項對結構（尤其是鈑金結構）的影響到底是怎么樣的？什么時候需要考慮幾何非線性？什么時候又可以不考慮？這是剛度校核過程中值得思考的問題。
什么是大變形
在線性分析中，平衡方程的建立是以結構初始幾何關系為依據的。由于大變形（大應變，大撓度，大轉角）會引起結構的幾何關系發生變化，所以對于大變形問題，使用線性分析是不恰當的，往往是錯誤的。workbench中可以設置是否考慮大變形效應。當打開該設置時，軟件通過子步迭代的方法，不斷調整剛度矩陣，進而考慮了結構幾何關系的改變。其實可以這么說，在線性問題中，是否考慮大變形效應（幾何非線性分析）的求解結果是接近的。在幾何非線性問題中，使用線性分析會產生較大誤差，甚至是錯誤的，必須考慮大變形。
展開 
某型號接觸器--開關的觸頭電弧運動仿真分析
電弧仿真作為電氣設備仿真技術中王冠上的寶石，其知識的重要度不言而喻，而其過高的技術難度，導致很難普及，所以該技術在江浙滬數以千計的電氣廠家中并沒有廣泛應用，而能夠仿真電弧 的企業無一不是大規模的高技術高起點的企業。
科研永無止境，進步永無盡頭！
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2017~2021大龍貓文章經驗總結統計.pdf
2021~2023大龍貓文章經驗總結統計.pdf
2023~2025大龍貓文章經驗總結統計.pdf
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展開 資源共享---ANSYS在場畸變開關電極優化設計中的應用
通過改變場畸變開關電極參數利用ANSYS軟件計算不同形狀電極內部的電場強度分布，根據開關優化設計原則對開關電極進行優化設計。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=347
FLOW-3D 應用案例--電子開關的制造：壓鑄件的設計以及仿真方案
電子開關的制造：壓鑄件的設計以及仿真方案
作者：馬克利特（Mark Littler of Littler Diecast Corporation）
利特壓鑄集團（Littler Diecast Corporation）為一個航天設備上的電子開關進行設計，并且打算以壓鑄制程制作。當設計完成交給另外一家制造廠進行量產時，鑄件成品的品質發生了嚴重的問題，鑄件需要重新設計，以減少廢品率。Littler Diecast 以 FLOW-3D 進行仿真方案設計，希望從仿真結果中找出鑄件發生品質不良的原因，協助客戶解決這個棘手的問題。
問題點的判斷判斷
這個電子開關的材料為 Al-380，尺寸大約是1 ?” x 1” x 1/2” 。 Littler Diecast 發現縮孔的位置主要位于兩個區域，分別是中央平板的區域以及圓筒的區域。這個結果經過客戶以 X-Ray 測試驗證確認?？s孔形成的主要原因來自于金屬的流動方式。金屬融湯從圖一的澆口位置進入，噴濺到鑄件的底部再形成回包的現象。減入空氣后，由于金屬固化的速度相當快，該位置發生鑄不滿現象。在圓筒處的問題發生原因與平板位置相同。流體會先充填離澆口位置最遠處再形成回包卷氣，卷入的空氣無法從分模面上排出。
原始設計
原始設計中還有其他的問題，在電子開關的墊圈設計周圍發生了嚴重的泄漏現象，主要原因在于原始設計的溢料井太小，導致夾雜氧化膜的金屬融湯無法被完全的排出模穴。
利用 FLOW-3D, Littler Diecast 重新分析該鑄件的流動狀況，并且找出問題發生的主要原因。由于鑄件尺寸不大，過快的冷卻速度會造成鑄件太早固化。因此，設計人員希望最后填入模穴的金屬融湯能夠以較高的溫度進入模穴，讓金屬融湯可以充分填滿模穴并且進行保壓。
展開 資源共享---ANSYS在脈沖功率裝置主開關部分屏蔽電極設計中的應用
本文利用ANSYS有限元分析軟件對脈沖功率系統的中儲端部多級多通道激光觸發開關屏蔽電極幾種結構的靜電場分布進行了計算與分析，同時考慮了中儲端部屏蔽電極結構的改變對激光觸發開關過壓間隙電場均勻性分布的影響。
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=346
