ansys电磁场分析指南-第五章３-ｄ静态磁场分析标量法(编辑修改稿)

ansys电磁场分析指南-第五章３-ｄ静态磁场分析标量法(编辑修改稿)内容摘要：

c AnalysisOptamp。 Solv 关于手动执行求解，参见 16章。 完成求解 命令： FINISH GUI: Main MenuFinish 用 DSP 法求解 只有当模型中有单连通铁区时才建议使用 DSP 方法。 DSP 方法中的模型建立与结果观察均与 RSP 方法一样，只是加载和求解的方式不同。 DSP 方法需二步求解： 在第一个载荷步中，近似认为铁区中的磁导率无限大，只对空气求解； 在第二个载荷步中，恢复原有的材料特性，得到最终解。 按照下列步骤进行求解： SOLUTION 求解器，如同 RSP 方法一样，定义分析类型，分析选项，施加载荷。 命令： SAVE GUI: Utility MenuFileSave as 注意： 如果在求解后或后处理时，使用 BIOT 选项并且使用 SAVE 命令，根据毕奥－萨发特定律计算的数据存储在数据库中。 但如果执行了退出操作，数据会丢失。 若希望退出后，保存这些数据，则在使用 SAVE 命令后，执行 /EXIT,NOSAVE命令。 也可以通过执行 /EXIT,SOLU 命令退出 ANSYS 程序，并且存储所有求解数据，包括毕奥－萨发特计算。 否则，在执行 RESUME 操作后，毕奥－萨发特计算的数据会丢失。 （结果中为 0 值） ，进行两步求解： 命令： MAGSOLV(设 OPT 域为 3) GUI:Main MenuSolutionLoad Step OptsMagicsStatic AnalyOpt and Solv 命令： FINISH GUI: Main MenuFinish 用 GSP 法求解 如果模型中又有多连通铁区又有电流源时， GSP 方法是最佳方法。 与 RSP方法和 DSP 方法不同的是， GSP 方法需三步求解： 在第一个载荷步中，只对铁区求近似解； 在第二个载荷步中，只对空气求近似解； 在第三个载荷步中，计算最终解。 按照下列步骤进行 GSP 方法求解： SOLUTION 求解器，按照后面讲述的 “ 检查分析 结果 (RSP, DSP, 或 GSP 方法分析 )” ，定义分析类型，分析选项，施加载荷。 确认铁区中至少一个节点的标量位被定义为 0 值。 命令： SAVE GUI: Utility MenuFileSave as 注意： 如果在求解后或后处理时，使用 BIOT 选项并且使用 SAVE 命令，根据毕奥－萨发特定律计算的数据存储在数据库中。 但如果执行了退出操作，数据会丢失。 若希望退出后，保存这些数据，则在使用 SAVE 命令后，执行 /EXIT,NOSAVE命令。 也可以通过执行 /EXIT,SOLU命令退出 ANSYS 程序，并且存储所有求解数据，包括毕奥－萨发特计算。 否则，在执行 RESUME 操作后，毕奥－萨发特计算的数据会丢失。 （结果中为 0 值） ，进行三步求解： 命令： MAGSOLV(设 OPT 域为 4) GUI:Main MenuSolutionLoad Step OptsMagicsStatic AnalyOpt and Solv 命令： FINISH GUI: Main MenuFinish 计算电感矩阵和磁链 使用 LMATRIX宏命令可以计算线圈系统的微分电感矩阵和每个线圈中的总磁链。 参见《 ANSYS 理论手册》 命令： LMATRIX GUI： Main MenuSolutionSolveElectromagStatic AnalysisInduct Matrix 计算计算多线圈系统的微分感应矩阵和每个线圈中的总磁链需要多个处理步骤。 首先应对线圈单元指定部件名，定义名义电流，然后针对一工作点进行名义求解，详见第 11 章 “ 磁宏 ”。 观察结果 (RSP, DSP, 或 GSP 方法分析 ) 3D 静态磁场分析 （标量位方法）的计算结果包括： 主数据 ：节点磁标势（ MAG） 导出数据 ： 节点磁通量密度（ BX,BY,BZ,BSUM） 节点磁场强度（ HX,HY,HZ,HSUM） 节点磁力（ FMAG: X,Y,Z 分量和 SUM） 节点感生磁通量（ FLUX） 等等 每种单元都有其他特定的输出数据，详见《 ANSYS 单元手册》。 计算结果可在通用后处理器中观看： 命令： /POST1 GUI: Main MenuGeneral Postproc 读入数据 若希望在 POST1 后处理器中查看结果，进行求解后的模型 数据库必须存在。 同时，结果文件 也应该存在。 方式如下： 命令： SET GUI:Utility MenuListResultsLoad Step Summary 如果模型不在数据库中，需用 RESUME 命令后再用 SET 命令或其等效路径读入需要的数据集。 命令： RESUME GUI:Utility MenuFileResume 磁力线 用标量位方法计算静态电磁场很难得到磁力线分布，用磁通密度矢量方式显示。 矢量显示 矢量显示 (不要与矢量模式混淆 )可以方便地观看一些矢量（如 B, H 和 FMAG）的大小和方向。 命令： PLVECT GUI:Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsUserDefined Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsPredefined Utility MenuPlotResultsVector Plot 对于矢量列表显示，使用下列方式： 命令： PRVECT GUI:Main MenuGeneral PostprocList ResultsVector Data Utility MenuListResultsVector Data 等值线显示 等值线几乎可以显示任何结果数据（如磁通密度，磁场强度，总电流密度（ JTZ））。 命令： PLNSOL PLESOL GUI:Utility MenuPlotResultsContour PlotElem Solution Utility MenuPlotResultsContour PlotNodal Solution 注意： 导出数据（如磁通密度和磁场强度）的等值线显示是在节点上作平均后的数据。 在 PowerGraphics 模式（缺省值）下，可以观察考虑了材料不连续的任何位置的节点平均值 带电粒子示踪 在《 ANSYS 基本过程指南》的 “ 通用后处理器 POST1” 和 “ 建立几何显示结果 ” 中还详细介绍了怎样以图形的方式显示带电粒子在磁场中的轨迹。 列表显示 将计算得到的数据结果列表显示： 命令： PRESOL,PRNSOL,PRRSOL GUI: Main MenuGeneral PostprocList ResultsElement Solution Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal Solution Main MenuGeneral PostprocList ResultsReaction Solu 列表显示的数据可以是未排序的，也可用下列命令分别按节点或单元排序： 命令： ESORT,NSORT GUI:Main MenuGeneral PostprocList ResultsSort Elem Main MenuGeneral PostprocList ResultsSort Nodes 电磁力 如计算前给模型加了前面所述的计算力的边界条件，则可用 FMAGSUM 命令将作用到部件上的 Maxwell 力和虚功力求和： 命令： FMAGSUM GUI: Main MenuGeneral PostprocElecamp。 Mag Calc2D and Maxwell 力是对所有曾加过 MXWF 面标志的单元计算的磁力，先选择这样的单元，再用下列命令可看详细的 Maxwell 力数据： 命令： FRNSOL,fmag GUI: Main MenuGeneral PostprocList ResultsNodal Solution 只有对这些力求和才能得到合力，这需要先用 ETABLE 命令将 Maxwell 力数据读入到单元表中，然后再用 SSUM 命令求和： 命令： ETABLE GUI: Main MenuGeneral PostprocElement TableDefine Table 命令： SSUM GUI: Main MenuGeneral PostprocElement TableSum of Each Item 虚功力是对其周围的空气元加了 MVDI 标志的物体计算的磁力，可通过单元的 NMISC 记录号获得有关虚功力的详细信息： 命令： PRETAB GUI: Main MenuGeneral PostprocElement TableList Elem Table 其他感兴趣项的计算 在后处理中，从数据库获得的数据，你能计算许多其他感兴趣的项目。 ANSYS提供下面的宏命令自动地执行计算： EMAGERR 宏在电磁或静电场分析中计算相对误差 SENERGY 宏计算存储磁 能 MMF 宏沿一路径计算磁动势 关于这些宏请详见本手册第 11 章或 ANSYS 命令手册。 算例 3D 静态磁分析例题 问题描述 本例计算螺线管（如图 4 所示）衔铁所受磁力和线圈电感，线圈为直流激励，产生力驱动衔铁。 线圈电流为６安， 500 匝。 由于对称性，只分析第一象限的 1/4模型。 材料性质 空气相对磁导系数为 磁极和衔铁Ｂ－Ｈ曲线数据如下（工作范围Ｂ ≥ Ｔ）： B(T) H(A/m) B(T) H(A/m) 355 7650 405 10100 470 13000 555 15900 673 21100 836 26300。