Ansoft 工程電磁場有限元分析的案例
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展開 電磁場分析書籍推薦--《Ansoft 工程電磁場有限元分析》
本書通過簡明扼要的電磁場理論、工程相關(guān)電磁參數(shù)計算方法介紹及大量的實例，詳細講述了如何利用Maxwell有限元軟件求解電氣工程、電子工程領(lǐng)域中的電磁場分析問題。
本書適合包括電子工程和電氣工程等電磁場應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，大學物理學的授課教師及相關(guān)專業(yè)的本科生，電子工程和電氣工程專業(yè)的研究生與博士生閱讀參考。電磁應(yīng)用領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，可利用功能強大、方便易用的電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場分析模塊，分析電機、傳感器、變壓器、永磁設(shè)備、激勵器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況和故障工況的特性。物理課教師和本科生，可結(jié)合電磁場理論的學習，利用Maxwell軟件提供的形象直觀的電力線分布或磁力線分布矢量圖與等位線云圖，加深對電磁場的理解。本書還可滿足電子工程、電氣工程專業(yè)的研究生與博士生從事畢業(yè)設(shè)計的需要。
Maxwell SV是Ansoft公司二維電磁場分析軟件Maxwell 2D中的最常用功能組合包，沒有節(jié)點和使用時間的限制，非常適合于二維電場、磁場的有限元分析。電氣工程師可以用該軟件來學習有關(guān)電磁部件基于電磁場的設(shè)計分析，包括電機、變壓器、電磁閥、激勵器等，下載網(wǎng)址為http://www.ansoft.com.cn/download.htm。
本書由中國科學院電工研究所的劉國強博士、趙凌志碩士和北京市科技情報所的蔣繼婭碩士共同執(zhí)筆編寫。
最后，對ANSOFT公司對本書的大力支持表示衷心的感謝！
由于時間倉促，書中難免存在錯誤和疏漏之處，懇請讀者批評指正。
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【目錄】
第1章 電磁場有限元分析簡介
1.1 電磁場基本理論
1.2 電磁場求解的有限元方法
1.3 Ansoft電磁場分析軟件簡介
第2章 Maxwell 2D開發(fā)環(huán)境
2.1 [執(zhí)行命令]對話框
2.2 幾何建模器
2.3 邊界條件管理器
2.4 材料管理器
2.5 網(wǎng)格生成器
2.6 參數(shù)列表器
2.7 后處理器
2.8 場計算器
第3章 二維靜磁場分析
3.1 二維靜磁分析理論
3.2 二維靜磁分析中源的處理
3.3 二維靜磁分析中的邊界條件
3.4 [例3.1]螺線管電磁閘靜磁場分析
3.5 [例3.2]電磁體設(shè)計
第4章 二維渦流場分析
4.1 二維渦流分析理論（A-Φ法）
4.2 二維非線性渦流場理論
4.3 二維渦流分析中源的處理
4.4 二維渦流分析中的阻抗邊界條件
4.5 [例4.1]母線阻抗渦流分析
4.6 [例4.2]同軸線電感分析
第5章 二維軸向磁場渦流分析
5.1 二維軸向磁場渦流分析理論
5.2 二維燦向磁場渦流分析源的處理
5.3 [例5.1]疊片鋼渦流損耗分析
第6章 二維靜電場分析
6.1 二維靜電分析理論（標勢法）
6.2 二維靜電分析中的邊界條件
6.3 二維靜電分析中源的加載
6.4 [例6.1]微波集成電路中的微帶線分析
第7章 二維直流傳導穩(wěn)恒電場分析
第8章 二維變交變電場分析
第9章 二維瞬態(tài)場分析
第10章 二維溫度場分析
第11章 二維參數(shù)化電磁場分析
第12章 三維靜電場分析
第13章 三維靜磁場分析
第14章 三維渦流場分析
第15章 三維瞬態(tài)場分析
第16章 三維數(shù)數(shù)化電磁場分析
第17章 三維溫度場分析
第18章 三維應(yīng)力場分析
參考文獻
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Ansoft12在工程電磁場中的應(yīng)用
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電機電磁場CAE有限元分析探討
就從電機電磁場分布區(qū)域來看，也有氣隙磁場、端部磁場、鐵心磁場、電樞導線渦流場等；從理論上講，用數(shù)值方法可以解決上述問題，但實際工程應(yīng)用中，即使是基本的二維穩(wěn)態(tài)電機電磁場問題，電機設(shè)計者也較少從場的觀點出發(fā)，采用有限元或其它數(shù)值法進行求解，究其原因，除客觀條件限制外，主觀上仍有兩方面：其一是要用有限元或其它數(shù)值法求解電機電磁場問題，則設(shè)計者本身至少要精通該數(shù)值方法的理論及過程、相應(yīng)的計算機程序語言及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入數(shù)據(jù)文件的建立，有時還要進行必要的程序修改、編譯等；其二，設(shè)計者在數(shù)值計算前，由于數(shù)據(jù)前處理過程單調(diào)、數(shù)據(jù)量浩繁，其工作量約占整個有限元分析工作量的80%，因此，電機電磁場數(shù)值計算的工程應(yīng)用研究已經(jīng)提到較重要的位置，即如何從電機設(shè)計者角度出發(fā)，將較成熟的求解電機電磁場的數(shù)值算法如有限元法在過程上通用化，操作上簡捷化，數(shù)據(jù)管理上自動化，讓電機設(shè)計者真正將有限元法作為一種求解電機電磁場的通用工具，正如會使用計算器的人，并非必須了解其工作原理、機器語言、數(shù)碼顯示等。
由于有限元理論已比較完備，相應(yīng)的計算方法及軟件已在工程領(lǐng)域中作為分析計算的工具，因此，電機設(shè)計人員更關(guān)心如何應(yīng)用有限元法來分析計算電機電磁場，即有限元前（后）處理。
1、有限元前處理：是指在有限元分析程序運行以前，針對某一具體問題所必須的所有數(shù)據(jù)的準備工作。就電機電磁場而言，它主要包括求解區(qū)域的確定、幾何模型描述、區(qū)域網(wǎng)格剖分、節(jié)點、單元編號及優(yōu)化、各種信息數(shù)據(jù)生成等。
2、有限元后處理：進行電機電磁場有限元分析的目的，是讓電機設(shè)計者對電機磁場有清晰直觀的認識，而有限元法作為一種數(shù)值算法，其分析計算的結(jié)果因數(shù)據(jù)浩繁，不便分析評價。將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工程領(lǐng)域所熟悉的各種圖、曲線、表格等對工程分析及設(shè)計評價是很必要的，這就要用到有限元后處理。
展開 基于ansys軟件的電機電磁場有限元分析
介紹了應(yīng)用ANSYS自帶的APDL編程語言進行軟件開發(fā)，將該軟件應(yīng)用于同步發(fā)電機空載磁場分析中，在電機的電磁場計算中實現(xiàn)了電機的自動旋轉(zhuǎn)、自動施加載荷的功能，使用、修改方便，并且計算速度快。通過對電磁場計算結(jié)果的后處理，得出了同步發(fā)電機的旋轉(zhuǎn)磁場波形和電壓波形。樣機測試結(jié)果驗證了分析結(jié)果的正確。
基于ansys軟件的電機電磁場有限元分析.doc
求各位幫助Maxwell電磁場有限元仿真
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基于Ansoft Maxwell的永磁直流空心杯電機有限元分析
以永磁直流空心杯電機為模型，運用Ansoft Maxwell軟件搭建仿真模型，進行網(wǎng)格剖分、材料賦予及激勵源等設(shè)置。求解并分析模型在穩(wěn)態(tài)的磁場分布及瞬態(tài)的輸出特性，為電機的設(shè)計與優(yōu)化提供參考依據(jù)。
關(guān)鍵詞：空心杯電機;Ansoft Maxwell;有限元分析;
0 引 言
永磁直流空心杯電機是空心杯電機的一種，其因為體積小重量輕、轉(zhuǎn)動慣量小、工作效率高等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于軍事國防領(lǐng)域[1]。瑞士Maxon集團研制的空心杯電機，在2004年隨美國航空航天局的火星探測器出色地完成了任務(wù)。2012年美國私人航天公司SpaceX的天龍?zhí)柾瑯优渲昧丝招谋姍C。與國外電機制造業(yè)相比，國內(nèi)在設(shè)計專業(yè)程度方面和制造良品率方面有一定的差距，導致國內(nèi)生產(chǎn)的空心杯電機不及國外知名企業(yè)的同類型電機。本文介紹了永磁直流空心杯電機工作的原理，基于Maxwell仿真軟件對“二極九槽”永磁直流空心杯電機進行二維建模、劃分網(wǎng)格、賦予材料屬性及設(shè)置激勵源，對電機穩(wěn)態(tài)磁場情況及瞬態(tài)工作情況進行分析，確定電機磁場強度、氣隙磁密、輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速等情況。
1 永磁直流空心杯電機的結(jié)構(gòu)與原理
永磁直流空心杯電機的特點是轉(zhuǎn)子無鐵心，也稱為空心杯轉(zhuǎn)子。該類電機帶有電刷、換向器，定子采用稀土磁鋼產(chǎn)生激磁磁場，當給電機施加直流電壓后，通過電刷與換向器的換向繞組中的電流方向保持不變[2],該電流與定子激磁磁場相互作用，形成方向始終不變的電磁轉(zhuǎn)矩，從而使電機以一定的轉(zhuǎn)速工作。
2 基于Ansoft Maxwell的有限元分析
2.1 有限元仿真模型的建立
永磁直流空心杯電機具有系統(tǒng)多變量、非線性及較強的耦合性的特點，故文中簡化了不必要的分析計算過程，對電機系統(tǒng)作出如下假設(shè)條件[3]:
(1)不計電機中的渦流效應(yīng)與磁滯效應(yīng)。
(2)忽略空間諧波對電機磁場的影響。
展開 《電氣工程電磁場數(shù)值分析》
【商品目錄】
前言
第一章 緒論
參考文獻
第二章 電氣工程中電磁場的基本方程
第一節(jié) 電磁場的基本方程組
第二節(jié) 穩(wěn)態(tài)標量位的方程
第三節(jié) 穩(wěn)態(tài)矢量位方程
第四節(jié) 交變電磁場方程
第五節(jié) 電磁場微分和積分方程的通式
第六節(jié) 定解條件
第三章 有限元法原理
第一節(jié) 有限元概念
第二節(jié) 函數(shù)逼近的理論
第三節(jié) 算子方程及變分原理
第四節(jié) 變分方法的離散格式
第五節(jié) 加權(quán)余量法
參考文獻
第四章 二維電磁場有限元法
第一節(jié) 平面非線性磁場有限元法
第二節(jié) 非線性方程組的解法
第三節(jié) 軸對稱磁場有限元法
第四節(jié) 前處理和后處理技術(shù)
第五章 三維靜電場有限元分析
第一節(jié) 泊松方程的有限元離散格式
第二節(jié) 空間單元分析和代數(shù)方程集合
第三節(jié) 邊界條件征昨簡單計算實例
第四節(jié) 等參元有限元法
參考文獻
第六章 三維靜磁場矢量位有限元分析
第一節(jié) 雙旋度方程和矢量泊松方程
第二節(jié) 雙旋度方程的有限元離散格式
第三節(jié) 空間單元分析
第四節(jié) 非線性方程組的形成和求解
第五節(jié) 邊界條件處理
第六節(jié) 計算實例
參考文獻
第七章 三維靜磁場標量位有限元分析
第一節(jié) 部分標量位和全標量位
第二節(jié) 雙標量位法
第三節(jié) 恒定電流磁場的積分表達式
第四節(jié) 單元分析和計算步驟
第五節(jié) 雙標量位等參元法
參考文獻
第八章 永磁場有限元分析
第一節(jié) 永磁磁場基本方程
第二節(jié) 二維及軸對稱永磁磁場的有限元法
第三節(jié) 三維矢量磁位有限元法
第四節(jié) 三維標量磁位有限元法
第五節(jié) 矢量磁位和標量磁位結(jié)合方法
第六節(jié) 計算實例
參考文獻
第九章 三維渦流場有限元分析
第十章 溫度場有限元分析
第十一章 電磁場無單元方法
第十二章 磁場力的數(shù)值計算
第十三章 電磁機構(gòu)動態(tài)特性數(shù)值分析
第十四章 電磁場逆問題和優(yōu)化方法
展開 
Matlab做有限元分析并與ANSYS對比 附Matlab有限元結(jié)構(gòu)動力學分析與工程應(yīng)用徐斌下載
以簡支梁的跨度，高度分別作為x，y坐標，通過圖形分析界面繪制出應(yīng)力值的平面圖形， colorbar顯示出顏色與應(yīng)力數(shù)值大小的對應(yīng)值，該圖形可以顯示出簡支梁截面內(nèi)任意點應(yīng)力的大小分布，直觀觀察出應(yīng)力的最大值與最小值。
例如，對于圖7中的σx，紅色部分為拉應(yīng)力，藍色部分壓應(yīng)力圖中可以明顯的看出壓應(yīng)力與拉應(yīng)力最大的部分約為橫坐標x=170mm的截面上為了證明求解的正確性。
本文與 Ansys的計算結(jié)果做了比較，如圖7所示。其中，除 Ansys模型約東處由于應(yīng)力集中與本文方法差距較大之外，其他位置解相一致，如應(yīng)力最大值利用 Matlab求解結(jié)果為89.968MPa， Ansys模型為89.616MPa，兩者基本一致。
圖7
總結(jié)
結(jié)合Matlab-GUI編程學習彈性力學，以圖形方式展示求解結(jié)果，可以在一定程度上減小彈性力學問題求解的繁瑣過程。同時，在自主完成編寫彈性力學求解系統(tǒng)的過程中，可形成對彈性力學基本概念、求解思路，以及程序邏輯的主動學習，在一定程度上提高學習效率和實踐能力。
親手設(shè)計、編寫一個可以“人-機”交互的界面程序，以作品的形成呈現(xiàn)出來。一個東西，從無到有，通過自己的雙手把它創(chuàng)造出來這應(yīng)該就是學習的快樂！
下載地址：Matlab有限元結(jié)構(gòu)動力學分析與工程應(yīng)用徐斌
展開 電磁有限元分析1）-----材料本構(gòu)關(guān)系的模型
1) 實際器件的材料 和 有限元模型中所有材料有什么不同？ （硬磁性--major loop，no demagnetization；軟磁性--curve of 1st magnetization）
2）為什么磁滯很難模擬？ （無限組BH關(guān)系）
3）各向同性，各項異性的簡化處理？ （ three main directions）
4）軟磁性材料的BH函數(shù)模型都常用哪些？（analytic + knee adjustment）
5）磁場較低時采用什么模型？（“Rayleigh” parabola curve + straight line）
6）諧波分析的基本步驟是什么？諧波分析類型？ 電流源、電壓源激勵分別用那種諧波分析類型？為什么？（Sinusoidal magnetic field strength，Sinusoidal magnetic flux density，mixed，Average of ν over a period）
7）常有人問：我實測的BH數(shù)據(jù)波動比較大，怎么處理一下呢？ （可以使用FLUX提供的材料函數(shù)模型來擬合實測數(shù)據(jù)得到函數(shù)中的參數(shù)）
8）......
這些問題的答案都在附件的文檔里附件是FLUX的手冊
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展開 基于HyperWorks的冰箱門溫度場有限元分析
趙守振 孫運會
蘇州三星電子有限公司 蘇州
摘要：利用HyperWorks軟件建立冰箱門的有限元模型，通過溫度場分析計算出門蓋的應(yīng)力和變形，結(jié)合計算結(jié)果分析查找處門蓋開裂的原因，在此基礎(chǔ)上對門蓋的結(jié)構(gòu)進行了改善，并對改善后的結(jié)構(gòu)進行了有限元分析，在滿足強度要求的前提下，實現(xiàn)更具成本競爭力的開發(fā)目標。
關(guān)鍵詞：冰箱門蓋，溫度循環(huán)，應(yīng)力
0概述
隨著國內(nèi)家電品牌的發(fā)展和日益成熟，家電行業(yè)的競爭日趨激烈，國內(nèi)外品牌家電廠商除了重視產(chǎn)品的外觀之外，愈來愈重視技術(shù)革新和成本競爭力。控制原材料成本已成為產(chǎn)品開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)。降成本開發(fā)可以從簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、控制生產(chǎn)工藝等多方面考慮，其中采用更具成本優(yōu)勢的材料是成本管控的技術(shù)手段之一。
本公司在開發(fā)某型號的冰箱時，為了管控成本，研討HIPS（高抗沖擊聚苯乙烯）替代ABS工程塑料在冰箱門體蓋板上的應(yīng)用。冰箱門由上門蓋、下門蓋、鋼板、內(nèi)膽以及發(fā)泡料組成。上下門蓋裝配在冰箱門兩端,它通常是由ABS 注塑成型,在冰箱門上起到固定門體的作用。門蓋材料由ABS變更為HIPS后，在門體溫度循環(huán)試驗中門蓋發(fā)生開裂現(xiàn)象，本文通過溫度場CAE分析模擬冰箱門在高溫及低溫放置的工況，考查冰箱門蓋的應(yīng)力和變形情況，查找出門蓋開裂的原因，并對其結(jié)構(gòu)進行了改善。
1冰箱門門蓋開裂原因分析
在冰箱的開發(fā)過程中，需要通過很多信賴性實驗來驗證冰箱整機以及部品的結(jié)構(gòu)及性能。其中冰箱門溫度循環(huán)試驗是模擬冰箱門在使用過程中內(nèi)部低溫外部高溫條件下的變形及失效情況。冰箱門溫度循環(huán)試驗是將門體放置變溫室內(nèi)，將環(huán)境溫度設(shè)定成從低溫t1升高到高溫t2然后再由高溫降低到低溫的一個循環(huán)過程，如圖1所示。
展開 【JY】會軟件操作 ≠ 會做有限元分析/工程分析
近年來，ANSYS Workbench因其工程化的直觀操作方式，顯著降低了有限元分析的操作難度和應(yīng)用門檻，使得基于Workbench相關(guān)組件進行結(jié)構(gòu)分析的用戶數(shù)量有了較大的突破。
盡管大部分的初級用戶能夠快速掌握軟件的基本操作，但面對實際工程問題，卻往往不知如何下手，不能獨立地制定分析方案；試圖去模仿一些例題的操作方法，卻不清楚為什么這么做；稀里糊涂算出一個結(jié)果，卻解釋不了算得對不對。
因此，大家普遍有一種感覺，只會軟件操作，真的不等于會做有限元分析。下面從有限元分析實現(xiàn)過程的各個環(huán)節(jié)來跟大家探討這一問題。
一、制定分析方案
面對一個待分析的具體的工程問題，分析之前需要制定方案。
首先要做的是給問題定性，即：這是一個什么樣的問題？其力學（物理）機制是什么？求解域和邊界條件是否明確？這個定性的過程實際上就是把工程問題映射為一個力學問題。這里需要指出的一點是，對于機理和控制方程都講不清楚的問題，也絕對不可能用分析軟件模擬出來任何有意義的結(jié)果，這是因為軟件的求解器都是根據(jù)具體的控制方程來編制的計算程序。
力學問題明確后，接下來就是通過有限元軟件來求解這個問題了，需要將這個力學問題用軟件的語言加以描述，最終建立分析計算所需的有限元模型。建模的過程實際上是把力學問題映射為計算模型的過程。
因此，制定分析方案的關(guān)鍵在于上述“二次映射”的過程，下圖中的兩個箭頭形象地表示了這種映射過程。力學和工程知識在映射過程中起到了“橋梁”和“紐帶”作用。
二次映射完成后，分析方案中涉及到的很多關(guān)鍵性問題也就都有了答案，比如：如何建立有限元模型？靜力分析還是動力分析？應(yīng)調(diào)用何種計算模塊？具體的約束和工況如何？等等。
如果只是會操作軟件但沒有相關(guān)的背景知識，就不能給要分析的問題正確地定性，也就更談不上制定正確的分析方案了。
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