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ANSYS Maxwell作為業(yè)界最佳低頻電磁場(chǎng)仿真設(shè)計(jì)軟件，提供了多種幾何參數(shù)化建模的方法，適用于不同復(fù)雜程度的工程問(wèn)題；同時(shí)，借助于ANSYS Workbench平臺(tái)電磁、結(jié)構(gòu)、流體以及優(yōu)化模塊，可進(jìn)行電機(jī)多物理場(chǎng)耦合的多變量多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)，另外借助于ANSYS平臺(tái)強(qiáng)大的并行、分布式計(jì)算能力，工程師可在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)復(fù)雜優(yōu)化策略進(jìn)行分析和驗(yàn)證，快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品迭代創(chuàng)新。

本期直播將以講解結(jié)合實(shí)際操作的方式，介紹ANSYS Maxwell軟件在電機(jī)參數(shù)化建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一些功能，主要內(nèi)容綱要如下： 1. Maxwell各種參數(shù)化建模方法介紹 自建模型參數(shù)化、導(dǎo)入模型參數(shù)化、UDP參數(shù)化、材料/溫度/外電路參數(shù)化、 2.

三、具體案例分析：三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)（一）案例背景某電機(jī)制造企業(yè)希望對(duì)一款三相感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高其效率和性能。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法往往需要進(jìn)行大量的物理樣機(jī)試驗(yàn)，成本高且周期長(zhǎng)，而使用 ANSYS Maxwell 進(jìn)行仿真分析可以在設(shè)計(jì)階段快速評(píng)估不同設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)電機(jī)性能的影響。

本文以雙行程螺管式電磁鐵為研究對(duì)象，提出一種Ansys Maxwell與ADAMS聯(lián)合仿真的建模方法。

設(shè)計(jì)和分析具有可定制線圈配置、磁芯形狀和電流輸入的電磁鐵，以評(píng)估力輸出。使用標(biāo)注欄定義來(lái)模擬運(yùn)動(dòng)，例如電機(jī)、致動(dòng)器和發(fā)電機(jī)中的旋轉(zhuǎn)、平移和簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)。執(zhí)行高級(jí)參數(shù)掃描，研究氣隙、匝數(shù)和電流幅度等變量如何影響系統(tǒng)性能。對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行動(dòng)畫處理，以動(dòng)態(tài)地可視化磁場(chǎng)隨時(shí)間的演變和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。通過(guò)將模擬結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，使用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行橋梁模擬。

參數(shù)化建模Maxwell具有強(qiáng)大的參數(shù)化建模功能- 線圈參數(shù)定義成線規(guī)的函數(shù)- 基于線圈尺寸自動(dòng)計(jì)算匝數(shù)和電阻設(shè)置這些參數(shù)掃描以將模擬與測(cè)量進(jìn)行比較。

可擴(kuò)展方向基于本模型的參數(shù)化特性，用戶可進(jìn)一步開展以下研究與應(yīng)用：網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)屈曲分析與整體穩(wěn)定性研究；不同矢高與環(huán)數(shù)對(duì)剛度及臨界荷載的影響分析；模態(tài)分析與振型識(shí)別；參數(shù)靈敏度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)；與外部工具（MATLAB、Python）聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批量計(jì)算；圖形輸出與報(bào)告生成自動(dòng)化研究。該模型在參數(shù)化設(shè)計(jì)、批量計(jì)算及結(jié)構(gòu)自動(dòng)分析方向上具有良好的拓展?jié)摿Α?.6.

適用人群與應(yīng)用場(chǎng)景 該案例適用于以下人群： 從事網(wǎng)架與空間結(jié)構(gòu)建模分析的工程師； ANSYS APDL 用戶，希望學(xué)習(xí)參數(shù)化建模與自動(dòng)出圖技術(shù)； 需要快速驗(yàn)證網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)模態(tài)與剛度特性的技術(shù)人員。 應(yīng)用場(chǎng)景包括結(jié)構(gòu)方案對(duì)比、模態(tài)研究、參數(shù)優(yōu)化及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析等。1.6.

模型簡(jiǎn)介 圖1-1 Ansys斜拉橋全橋模型 圖1-2 恒載位移情況（mm） 圖1-3 索力提取（N）本案例提供了一套基于ANSYS APDL的斜拉橋全參數(shù)化建模與仿真分析解決方案，涵蓋主梁、索塔及斜拉索的模擬，適用于橋梁工程領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)分析、

可在 ANSYS APDL 中直接運(yùn)行，模型構(gòu)建、載荷施加、求解與結(jié)果輸出均可自動(dòng)完成。1.8. 案例總結(jié)鋼管混凝土拱橋作為一種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、受力體系多樣的大跨結(jié)構(gòu)形式，其精細(xì)化有限元分析對(duì)理解結(jié)構(gòu)性能、優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)具有重要意義。本案例以合理的簡(jiǎn)化假設(shè)、高度的建模通用性和穩(wěn)定的求解性能，提供了一個(gè)可復(fù)用、可拓展的超大跨拱橋建模示例。

由于線圈的材料、幾何形狀、匝數(shù)、尺寸及兩線圈的位置都可能影響耦合系數(shù)的大小，進(jìn)而影響電能傳輸效率，因此需要對(duì)諧振線圈進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，為實(shí)物設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)提供設(shè)計(jì)依據(jù)。平面螺旋型線圈較薄且不占體積，在手機(jī)、電動(dòng)汽車等無(wú)線充電器中得到了廣泛應(yīng)用，研究表明平面螺旋型線圈可實(shí)現(xiàn)高效電能傳輸。

Ansys Maxwell-優(yōu)化NVH的關(guān)鍵Ansys Maxwell讓工程師能夠創(chuàng)建并測(cè)試各類電機(jī)的數(shù)字化原型。一般來(lái)說(shuō)，電機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，但通過(guò)Ansys Maxwell進(jìn)行電機(jī)設(shè)計(jì)卻很容易。借助Maxwell中提供的基于模板的設(shè)計(jì)功能，整個(gè)電機(jī)設(shè)計(jì)可以自動(dòng)完成。于是，工程師只需輸入典型電機(jī)參數(shù)，如相數(shù)、極數(shù)、槽數(shù)、線圈節(jié)距、材料參數(shù)等，Maxwell就可以自動(dòng)生成電機(jī)模型。

而本課程，則專為有上述需求的工程師而服務(wù)，聚焦于Ansys HFSS 3D的仿真核心技能。課程從軟件操作基礎(chǔ)入手，系統(tǒng)講解建模、網(wǎng)格劃分、激勵(lì)端口設(shè)置、參數(shù)化掃描及結(jié)果后處理等關(guān)鍵流程，涵蓋高速電路、天線及微波器件等典型應(yīng)用案例。通過(guò)理論與實(shí)操結(jié)合，幫助用戶快速掌握HFSS 3D仿真流程，提升電磁設(shè)計(jì)分析能力，為射頻、高速電路等領(lǐng)域工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對(duì)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化展開了仿真分析。首先，針對(duì)不同的工藝約束，建立了多目標(biāo)拓?fù)?em>優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)比較不同拓?fù)?em>優(yōu)化結(jié)果的區(qū)別和優(yōu)劣勢(shì)，選取了最優(yōu)的拓?fù)?em>優(yōu)化建模方法。隨后，根據(jù)拓?fù)?em>優(yōu)化結(jié)果，建立了工程化結(jié)構(gòu)數(shù)模。

學(xué)習(xí)自信地瀏覽 Ansys Maxwell 的界面、項(xiàng)目工作流程和仿真分析工具。設(shè)計(jì)、編輯和導(dǎo)入用于仿真的 2D/3D 幾何圖形，逐步提高您的建模技能。通過(guò)分配材料、邊界條件和源來(lái)設(shè)置仿真，并有效地配置關(guān)鍵參數(shù)。運(yùn)行仿真、提取數(shù)據(jù)并解釋性能結(jié)果，以優(yōu)化設(shè)計(jì)并提高準(zhǔn)確性。通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐示例和基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)活動(dòng)解決實(shí)際工程問(wèn)題。

三相感應(yīng)電機(jī)液冷仿真三相感應(yīng)電機(jī)噴油及液冷仿真考慮磁鋼溫度特性的電機(jī)特性仿真電機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化參數(shù)化建模IPM轉(zhuǎn)子UDP參數(shù)化模型UDP參數(shù)化模型輸出參數(shù)化：反電勢(shì)、轉(zhuǎn)矩某次諧波幅值輸出參數(shù)化：時(shí)空電磁力2DFFT? 電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，氣隙圓周中產(chǎn)生的空間電磁力密度波形具有時(shí)空二維屬性

optiSLang AI+引入前沿AI技術(shù)，以1D結(jié)果驅(qū)動(dòng)建模，實(shí)現(xiàn)從 “優(yōu)化輔助” 到 “取代仿真” 的突破，顛覆傳統(tǒng)工作模式。基于該算法訓(xùn)練的高保真AI模型庫(kù)，具備參數(shù)變更即響應(yīng)、最優(yōu)方案速求解的優(yōu)勢(shì)。其輕量化適配多場(chǎng)景，高保真保障可靠性，高效率壓縮研發(fā)周期，且無(wú)需額外學(xué)習(xí)成本，大幅降低落地門檻。

在這個(gè)案例中，我們將展示如何利用Maxwell UDP（參數(shù)化轉(zhuǎn)子幾何），結(jié)合Ansys Maxwell、Mechanical和optiSLang，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)IPM轉(zhuǎn)子隔磁橋進(jìn)行多物理、多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣的綜合優(yōu)化方法將有助于找到最佳設(shè)計(jì)方案，既能提高電機(jī)性能，又能滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求。

4 結(jié) 語(yǔ)采用CAD/CAE一體化設(shè)計(jì)方法，在CATIA平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)舵桿設(shè)計(jì)模型與有限元模型數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，避免因數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引起的精度損失和重復(fù)建模等問(wèn)題[6]。通過(guò)參數(shù)化建模直接驅(qū)動(dòng)舵桿力學(xué)性能仿真計(jì)算，在滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求的條件下，優(yōu)化后舵桿的重量相比優(yōu)化前減小12.5%,極大地提高了設(shè)計(jì)和分析效率。