線圈的ansys分析的案例
基于ANSYS Maxwell的平面螺旋型線圈電感仿真分析
摘要：平面螺旋型線圈是無線充電系統中的重要部件。利用ANSYS Maxwell軟件對平面螺旋型線圈的電感值進行了仿真分析，在圓柱坐標系中建立了不含隔磁片和含隔磁片的線圈2D和3D模型，仿真結果與實測結果相符合，說明建模方法是正確的。最后研究了線圈匝數對線圈電感值和耦合系數的影響，一方面，對無線充電系統線圈的研究設計提供了有益參考；另一方面，也可作為電磁場與電磁波課程的仿真實驗，成為教學的補充。
關鍵詞：平面螺旋型線圈；電感值；ANSYS Maxwell；隔磁片；耦合系數
電感是基本電路元件之一，在工程中廣泛應用導線繞制的線圈。例如，在電力系統中廣泛應用電抗 器抑制諧波和限制短路電流，電抗器是用導線繞制 成螺線管的形式，稱空心電抗器。在無線充電系統中，線圈是能量傳輸的關鍵部分，為了提高傳輸效率，研究者嘗試使用不同形狀的線圈，如圓形、四邊形和多邊形等。由于線圈的材料、幾何形狀、匝數、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數的大小，進而影響電能傳輸效率，因此需要對諧振線圈進行優化設計，為實物設計和實驗提供設計依據。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機、電動汽車等無線充電器中得到了廣泛應用，研究表明平面螺旋型線圈可實現高效電能傳輸。此外，無線充電線圈中大量使用軟磁鐵氧體制成的隔磁片，其材質和形狀對提高無線充電的效率和電磁兼容方面均具有重要作用。
ANSYS Maxwell是一種電磁場有限元分析軟件，它功能強大，具有電場、靜磁場、渦流場、瞬態場分析模塊，是工程設計人員和研究工作者的重要工具。電磁場課程公式多且概念抽象，學生普遍反映難學、難懂、難用。電磁場是一種特殊形式的物質，無法直 接觀察。
展開 Fluent分析實例(二)--水冷線圈的熱分析 ￥20
利用ANSYS/Fluent對熱分布進行計算，得到其溫度場和流場。
視頻包含：
1.具體操作步驟，計算整體的熱分布情況。
2.結果收斂檢查與分析。
3.后處理注意事項。
流速：
溫度：
【ansys電磁實例】【APDL】-1-自由空間線圈軸心磁場計算（附視頻）
一 模型描述：
圓柱形線圈，放置于自由空間。參數見圖
二 前處理
單元類型solid97,線圈和空氣相對磁導率均為1 。線圈掃掠網格劃分，空氣四面體網格。線圈定義局部柱坐標施加環形電流。
1 單元類型
2 材料
3 建模
空氣
布爾操作
彈出對話框-pick all
4 定義屬性
定義局部柱坐標
定義體屬性，需要將線圈的坐標系定義為11號
5網格
ANSYS Maxwell在疊層電感 PCB繞組變壓器、無線充電線圈等磁集成應用高級班
培訓內容：
第一天
★ ANSYS仿真產品體系及技術發展趨勢
★ ANSYS電磁產品Maxwell 3D應用與簡介
★ 案例：繞線電感仿真案例+demo
★ 案例：LTCC電感仿真演示和練習
★ 高頻變壓器電磁仿真方案介紹
★ 案例：高頻變壓器電磁仿真demo
第二天
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具介紹
★ Maxwell高頻變壓器專用ETK工具使用練習（含PExprt介紹和練習）
★ PCB板繞組變壓器案例介紹和demo練習
★ ANSYS解決無線充電線圈方案介紹
★ 無線充電線圈仿真電感、耦合系數等demo
★ 答疑
培訓講師： ANSYS認證工程師
收費標準： ￥4000/人，包括培訓費、資料費、書籍費、證書費和上機費（學員食宿自理）
電腦：學員自帶筆記本為主，ANSYS公司提供12臺電腦
上課時間：2016年6月15日-16日（上午9點-12點，下午1點30-5點）
上課地點：ANSYS原廠深圳分公司：深圳市福田區金田路4028號榮超經貿中心1009
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報名方式：填寫報名回執表發送Email或傳真至深圳分公司（0755-82550670）
深圳聯絡人：莊百興 18675506525 baixing.zhuang@ansys.com，0755-82552976
特別優惠：
團體報名：￥3200元/人（3人及以上）；5人報名，1人免單
ANSYS老用戶：￥3200元/人
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展開 
【APDL Showcase】套管包裹的多束線圈分析（梁-梁接觸）
這個案例演示了三種方法來建模一個套管包裹的多束線圈。每個模型使用不同的單元類型和接觸類型：面對面接觸、梁對面接觸 和 梁對梁接觸。比較表明，采用梁-梁接觸的梁模型在簡化建模和減少計算時間方面具有最佳優勢。
重點展示以下特點和功能：
1、通過CONTA177 單元建立梁-梁和梁-表面的接觸
2、梁之間的內部接觸（Pipe單元內部嵌套Beam單元）
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【簡介】
多束(多線)線圈和多股電纜主要用于醫療設備和汽車工業。一個例子是可植入的導線，它可能是醫療設備的一部分，如心臟除顫器。通常對電纜和線束進行建模和彎曲分析來模擬實際物理行為。使用實體單元來分析這些類型的結構在計算成本上是昂貴的。此時，使用梁-梁接觸的梁模型通過簡化建模提供了快速和準確的解決方案。
【案例介紹】
對上圖所示的套管包裹的多束線圈模型進行了彎曲分析。該結構由五絲金屬線圈嵌套在聚合物套管之內組成。該管長3.45 mm，外半徑為0.43 mm，內半徑為0.36 mm。線圈的導線半徑為0.05 mm，導線之間初始間隙為0.0125 mm。
在每個模型中定義了兩個接觸對：一個是線圈之間自接觸對，一個是線圈和聚合物套管之間的接觸對。應用彎曲邊界條件，將管材和線圈的一端固定，另一端繞Y軸旋轉1.2弧度。
定義了三種使用不同單元和接觸類型的模型，其主要區別見下表：
三種建模方式的簡圖如下圖所示：（對應編號）
【核心命令流】
本例中關鍵命令為設置CONTA177的單元關鍵字：
!!!!!!!!!!!!!!梁-梁(平行線圈之間）接觸單元關鍵字!!!!!
展開 【講解】變壓器線圈結構與繞制過程中的常見問題分析
內屏蔽式線圈所用零部件與連續式相同。
屏線上無工作電流，因此通常采用很薄的導線。
工作電流通過的導線為連續繞成，與糾結式相比可減少大量焊頭，這是內屏蔽式的第一個優點；插入屏線的匝數可以自由調節，從而可以按需要調節縱向電容，這是內屏蔽式的第二個優點。
1.2.4 螺旋式線圈。螺旋式線圈用于低電壓、大電流的線圈結構，其導線為多根并聯。
全部并繞導線重迭組成一個線餅，每繞一匝前進一個線餅，稱單螺旋；
全部并繞導線組成兩個重迭線餅，每繞一匝前進兩個線餅者，稱雙螺旋；
依此推之有三螺旋、四螺旋等等。
2、線圈繞制過程中的常見問題分析
變壓器線圈繞制及絕緣件制作過程中會出現各類質量問題，針對我廠過去一年發生的質量問題歸納出以下三大類。
2.1 配合和磕碰問題。
部件配合問題在我廠變壓器的生產過程中發生的非常頻繁，從外部到內部，從金屬結構車間到線圈車間，都不能避免。此類問題一旦發生勢必會讓制造過程停止，產生嚴重的質量損失。
展開 實體結構的ANSYS分析 附ANSYS工程結構數值分析下載
下載地址：ANSYS工程結構數值分析
ANSYS結構屈曲分析的理論背景 附ANSYS工程結構數值分析王新敏下載
ANSYS的特征值屈曲分析基于經典穩定性理論，用于計算不考慮缺陷的理想結構的穩定臨界屈曲問題。首先進行靜力分析，得到外部載荷{F}作用下的應力和應力剛度[S]。在靜力有限元平衡方程中計入幾何剛度的影響，即：
將載荷{F}放大倍，幾何剛度[S]隨之放大，對于臨界屈曲情況，位移上施加一個任意的擾動ψ也是可能的平衡狀態，即有(說明：下面一段由于公式和圖片不便編輯，直接使用電子稿截圖)：
需要注意的是，工程上有實際意義的只是最低階的臨界屈曲荷載。盡管特征值屈曲得到的臨界荷載是偏于不安全的估計，但其失穩模式能給設計人員提供啟發。由于實際結構是有缺陷的，因此常采用特征值屈曲的失穩模式按比例縮小作為結構的初始幾何缺陷，疊加到結構節點坐標上，考慮材料非線性和大變形，按增量法逐步增加結構荷載，進行非線性靜力分析，直至結構達到結構的屈曲極限承載力。
下載地址：ANSYS工程結構數值分析王新敏
展開 ANSYS APDL參數化有限元分析技術 附有限元分析ANSYS理論與應用下載
來源：安世亞太
APDL即ANSYS參數化設計語言（ANSYS Parametric Design Language），它是一種解釋性語言，可以利用參數創建模型，并自動實現分析任務。ANSYS的APDL實質上是由類似于FORTRAN77的程序設計語言部分和1000多條ANSYS命令組成的。
圖1 ANSYS命令使用
圖2 ANSYS命令說明
APDL允許復雜的數據輸入，使用戶對任何設計或分析屬性有控制權（例如：幾何尺寸、材料、邊界條件和網格密度等），擴展了傳統有限元分析范圍以外的能力，并擴充了更高級運算（包括零件參數化建模、設計優化等），為用戶控制復雜計算的過程提供了極大的方便。
從ANSYS命令的功能上講，它們分別對應ANSYS分析過程中的建立幾何模型、劃分單元網格、材料定義、施加載荷、定義邊界條件、分析控制、執行求解以及后處理計算結果等指令。利用APDL的程序語言與宏技術組織管理ANSYS的有限元分析命令，就可以實現參數化建模、參數化的網格劃分與控制、參數化的材料定義、參數化載荷和邊界條件定義、參數化的分析控制和求解以及參數化后處理結果的顯示，從而實現參數化有限元分析的全過程。
/post1
*get,sx25,node,25,s,x
!節點25處X方向應力
*get,uz44,node,44,u,z
!節點44處的Z方向位移
nsort,s,eqv
!通過米塞斯應力排序節點數據
*get,smax,sort,,max
!
展開 ansys流固耦合分析與工程實例 附ANSYS流固耦合分析與工程實例下載
下載地址：ANSYS流固耦合分析與工程實例
貢獻一本ansys流場分析的書《ANSYS13.0 FLOTRAN流場分析從入門到精通》
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前言
第1章 FLOTRAN流體分析概述
1.1 FLOTRANCFD分析的概念
1.2 FLOTRAN分析類型
1.2.1 層流分析
1.2.2 湍流分析
1.2.3 熱分析
1.2.4 可壓縮流動分析
1.2.5 非牛頓流動分析
1.2.6 多組份傳輸分析
1.2.7 自由表面分析
第2章 FLOTRAN分析的基本原理
2.1 FLOTRAN單元的特點
2.1.1 FLUIDl41單元
2.1.2 FLUIDl42單元
2.2 FLOTRAN單元的局限性
2.3 FLOTRAN分析步驟
2.3.1 確定問題的區域
2.3.2 確定流體的狀態
2.3.3 生成有限元網格
2.3.4 施加邊界條件
2.3.5 設置FLOTRAN分析參數
2.3.6 求解
2.3.7 檢查結果
2.4 FLOTRAN單元相關文件
2.4.1 結果文件
2.4.2 打印文件
2.4.3 殘差文件
2.4.4 重啟動文件
2.4.5 FLOTRAN重啟動分析（續算）
2.5 提高收斂性和穩定性的常用的工具
2.5.1 松弛系數
2.5.2 慣性松弛
2.5.3 修正的慣性松弛
2.5.4 人工粘性
2.5.5 速度限制
2.5.6 面積積分階次
2.6 評價FLOTRAN分析
2.7 驗證結果
第3章 FLOTRAN流體的基本屬性
3.1
展開 
Ansys Zemax / Ansys Speos | 如何使用Ansys光學解決方案設計和分析 HUD系統
HOA 插件(HOA plugin)
本例使用默認的Ansys插件計算HOA指標。
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Ansys Zemax | HUD 設計實例
Ansys Lumerical | 針對 Grating coupler 的仿真分析方法
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如題
基于ansys apdl 命令流分析玻璃/環氧中心開口板的受力分析 ￥59.9
2、建立模型
網格劃分：
MPDATA,EX,1,,2.1e11 MPDATA,PRXY,1,,0.3
映射網格劃分
模型求解的結果
施加約束（載荷）：
長方形左邊固支右邊受 1000N 均勻拉力
3、有限元結果分析
受力方向位移圖（整體）：
X 方向的位移圖
Y 方向的位移圖
Z 方向的位移圖
Mises 應力圖（每層）：
第一層Mises 應力圖
第二層Mises 應力圖
第三層Mises 應力圖
第四層Mises 應力圖
第五層Mises 應力圖
結論：
由Mises 應力圖可以得出對稱層合板之間的應力圖是相同的
基于ansys的梁單元、實體單元徐變精細化分析（含各參數解釋） ￥25
徐變應變可表達為：
其中， ?(t,τ)為徐變系數，需通過規范公式或實驗數據擬合確定
Ansys程序中內置金屬蠕變規律如下：
命令中詳細解釋了改公式的具體用法，以及參數意義。
二者除個別參數外形式具有異曲同工之妙，因此本案例給出用ansys精確分析混凝土徐變的方法，案例背景模擬了一個混凝土PK梁特定工況下的徐變發生過程。
案例文件中包含：
1. 00-ConcreteCreep-benchmark.mac【徐變標定文件，開箱即用，可以用來和手算對比是否正確】
2. 01-ConcreteCreep-solid.mac【分輸入模塊的參數化徐變計算文件【詳細解釋了各參數取值】。只需要改文件和計算邊界荷載即可計算實體徐變。】
3. ansa文件，用來生成網格
4. .cdb文件，網格文件
5. excel轉apdl命令流文件，用來輸入徐變系數。
進一步白話闡述一下：
1、什么是徐變？別看公式一大堆，理論一大推，簡單講就是：受力的結構，啥邊界條件、荷載不變的情況下，結構還是慢慢變形了。將這種慢慢變形的變形結果以及應力重分配準確分析出來就是徐變分析。機理一大堆，教科書上都比較詳盡，在此不做贅述，只講應用，而且是拿到案例開箱即用。
白話闡述要點：
1、案例是ansys apdl（命令流）分析的，給出了全套參數化命令流，材料模型定義、材料參數定義、求解，拿過來可以直接運行。
2、機理是用了ansys中關于金屬蠕變的材料模型。（細想蠕變和徐變的現象，表征都是一樣的。至于機理，各有各的理論，但不影響材料模型使用。）
具體使用：
1、，先跑一遍，看看到底徐變是怎么個事兒。
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