LAB4MIN (1050972)
Текст из файла
Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ5.3Наименованияпродуктов ANSYS, вкоторых данный примерможет быть выполненДисциплинаТип анализаДемонстрируютсяМАГНИТНЫЙ АНАЛИЗ СОЛЕНОИДНОГО ПУСКАТЕЛЯ•••ANSYS/Multiphysics 5.3ANSYS/Emag5.3ANSYS/ED5.3Магнитный анализЛинейный, статическийПараметрический ввод, построение геометрической и конечно-элементноймодели, осевая симметрия, автоматический выбор размеров элементов,виртуальные перемещения, векторная визуализация, операции с элементнойтаблицей, операции по пути.Постановка задачиСоленоидный пускатель является осесимметричной конструкцией (см.
рис.). Для задания размеровиспользуется параметрическая форма (переменные), обеспечивающая, если необходимо, дальнейшую оптимизацию.В данной постановке определяются суммарное усилие в якоре и индукция обмотки.Якорь(железо)Воздушныйзазор (gap)Щель (Space)tahcwcОсьсимметрииtcСердечник(железо)Катушка(медь), 650витков,1 А/вит.tbЯкорь - подвижная часть пускателя.Сердечник - стационарная железная конструкция, создающая магнитную циркуляцию вокруг катушки.Воздушный зазор - тонкая прямоугольная воздушная прослойка между арматурой и полюсами магнитногосердечника.Исходные данные:h = 650 (число витков катушки)i = 1,0 (сила тока в витке)ta = 0,75 (толщина внутреннего кольцасердечника)tb = 0,75 (толщина дна сердечника)tc = 0,50 (толщина наружного кольцасердечника)td = 0,75 (толщина якоря)wc = 1; hc = 2 (толщина и высота катушки)gap = 0,25 (величина воздушного зазора)space = 0,25 (щель между катушкойсердечником)ws = wc + 2⋅space;hs = hc + 0,75;w = ta + ws + tc (максимальный радиус модели)hb = tb + hsh = hb + gap + td (высота конструкции)acoil=wc*hc (площадь катушки)jdens=n*i/acoil (плотность тока в обмотке)иГипотезыПредставительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф.
Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru1Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУПредполагается, что за границами моделимагнитный поток пренебрежимо мал, поэтому линиимагнитной индукции параллельны границам.Поэтапное решение задачиПодготовка модели1. Заголовок.U_M : File → Change title1.1 Ввести заголовок "2D Solenoid Actuator"1.2 OK2. Предварительные установки.U_M: Preferenses2.1Нажать Electromagnetic3.
Определение параметров геометрии и свойствматериала.Введение параметров позволяет запускатьпрограмму из log-файла, заменяя их значения нановые. Размеры соленоида вводятся в сантиметрах.Перед расчетом геометрия может быть переведена вметры, а задача - решаться в системе СИ или СГС.U_M: Parameters → Scalar Parameters3.1В появившемся окне вводятся поочередноследующие константы:h = 650; i = 1; ta = 0,75; tb = 0,50; tc = 0,50; td =0,75; wc = 1; hc = 2; gap=0,25; space=0,25; ws = wc+ 2 ⋅ space;hs = hc + 0,75; w = ta + ws + tc; hb = tb + hc; h = hb+ gap + td ; acoil = wc ⋅ hc; jdens =n*i/acoil3.2 Close4.
Определение типа и свойств элементов.Выбирается 4-х узловой комбинированныйдвумерный элемент Plane 13 (степени свободы:перемещения Ux,Uy; температура T, вектормагнитного потенциала AZ)M_M: Preprocessor →Element Type → Add/ Edit/Delete4.1Add (добавить к списку)4.2Выбрать Magnetic в левом окне4.3Выбрать Vect Quad 4 nod 13 (PLANE 13)4.4OK4.5Нажать Options4.6Изменитьповедениеэлемента(elementbehavior)сплоско-деформируемогонаосесимметричное (axisymmetric).4.7OK4.8Close (закрыть окно диалога)5.
Задание свойств материала.Для простоты все свойства считаем линейными.Материал 1 используем для разбивки на элементывоздушного пространства; 2- для железных деталей; 3- катушки; 4 - якоря;M_M: Preprocessor → Material Props → -Constant Isotropic5.1OK5.2Ввести 1 в MURX (удельную магнитнуюпроницаемость)5.3Apply (применить)5.4Сменить номер материала (material number)на 25.5OK5.6Ввести величину MURX→ 1005.7Apply5.8Сменить номер материала на 35.9OK5.10Ввести MURX→ 15.11Apply5.12Сменить номер материала на 45.13OK5.14MURX→ 2005.15OKВыведем список свойств материала:M_M: Preprocessor → Material Props → -Constant List5.16 После просмотра закрыть File → Close6. Создание первой прямоугольной областиM_M: Preprocessor → -Modeling -Create → -Areas Rectangle → By Dimensions6.1Ввести X1→0; X2→w;Y1→0; Y2→tb впоявившемся окне (координаты противоположныхуглов прямоугольника)6.2OKU_M: Plot Ctrls → Numbering6.3Выбрать on для Area Numbering (нумероватьобласти при отображении на экране).6.4OK7.
Создание 2, 3 и 4-го прямоугольников.M_M: Preprocessor → -Modeling -Create → -Areas Rectangle → By Dimensions7.1 Ввести X1→0; X2→w; Y1→tb; Y2→hb7.2 Apply7.3 Ввести X1→ta; x2→ta+ws; Y1→0; Y2→h7.4 Apply7.5 ВвестиX1→ta+space;X2→ta+space+wc;Y1→tb+space; Y2→tb+space+hc7.6 OKU_M: Plot → Replot (обновляем графический экран)8. Взаимное "перекрытие" первых 4-хпрямоугольников.Данная операция (overlap) создает новыеобласти в зонах пересечения существующих областей.M_M: Preprocessor → -Modeling -Operate → Booleans -Overlap → Areas8.1Pick All (выделить все)T_B: SAVE_DBПредставительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф.
Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru2Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц. каф. ВМиМ, ПермГТУ9. Генерация двух оставшихся прямоугольныхобластейM_M: Preprocessor → -Modeling -Create → -Areas Rectangle → By Dimensions9.1 Ввести X1→0; X2→w; Y1→0; Y2→hb+gap9.2 Apply9.3 Ввести X1→0; X2→w; Y1→0; Y2→h9.4 OK10. "Перекрытие" всех областей.M_M: Preprocessor → -Modeling -Operate → Booleans -Overlap → Areas11. Исключение неиспользуемых номеров областей.M_M: Preprocessor → Numbering Ctrls → CompressNumbers11.1 Выбрать Areas11.2 OKU_M: Plot → ReplotT_ B: SAVE_DB12. Привязка свойств материалов к областям.M_M: Preprocessor → -Meshing -Attributes → PickedAreas12.1Отметить мышью области А6, А9, А10,А11в графическом окне (воздушные зазоры).Указатель мыши при этой операции совмещать сномерами областей.12.2OK12.3Ввести 1 в MAT12.4Apply12.5Отметить мышью "железные" области А3, А4,А5, А7, А812.6OK12.7Ввести 2 в MAT12.8Apply12.9Отметить область катушки А212.10 OK12.11 Ввести 3 в MAT12.12 Apply12.13 Отметить область арматуры А12, А13, А112.14 OK12.15 Ввести 4 в MAT12.16 OK14.1 Нажать All для разбивки всех областейU_M: Plot Ctrls → Numbering14.2 Выбрать Material Numbers в Elem (Attribnumbering)14.3 OKT_B: SAVE_DB15.
Создание компонента из принадлежащих якорюконечных элементов.U_M: Select → Entities15.1 Выбрать Elements в первой строке15.2 By Attributes - во второй15.3 Ввести 4 для номера материала (Material Num)15.4 OKU_M: Select → Comp/ Assembly → Create Component15.5Ввести ARMв Component Name (имякомпонента)15.6 Выбрать Elements в Entity (компонент состоитиз элементов)15.7 OK16. Силовые граничные условия для якоря.M_M: Preprocessor → Loads → -Loads -Apply → Magnetic -Comp.Force16.1 Выбрать ARM в Cnam 1-916.2 OK16.3 После просмотра информации в окне выбратьFile → Close17. Перевод размеров модели в метры (для расчета всистеме СИ)M_M: Preprocessor → -Modeling -Operate → Scale →Areas17.1 Pick All17.2 Ввести 0.1 в RX и RY17.3 Выбрать Moved для параметра IMOVE(существующие области будут сдвинуты)17.4 OKT_ B: SAVE_DBU_M: Plot → Elements13.
Параметры сетки.Воспользуемся автоматическим подборомразмеров элементов (Smart sizing). Выберем 5-йуровень дискретности (всего их 10).M_M: Preprocessor → -Meshing -Shape $ Size → SmartSize -Basic13.1 Выбрать SizeLevel 513.2 OKРасчет18. Перевод плотности тока в обмотке в систему СИ.При переводе из сантиметров в метрыплотность тока изменяется в 104 раз.M_M: Solution → -Loads -Apply → Magnetic CurrDensity → On Elements18.1 Выбрать Box мышью.18.2 Очертить в графическом окне рамкой областькатушки.18.3 OK18.4 Ввести idens/0.01∗∗218.5 OK14.
Разбивка на элементыM_M: Preprocessor → -Meshing -Mesh → -Areas –Free19. Задание параллельности магнитных линийграницам исследуемой области.U_ M: Plot → LinesПредставительство CAD FEM GmbH в СНГ: 107497, Москва, Щелковское шоссе, 77, офис 1703Тел: (095) 468-8175 Тел.\Факс: (095) 913-2300 e-mail: cadfem@online.ruФилиал в Перми: 614000, Пермь, Комсомольский пр., 29-a,Пермский государственный технический университет, каф. Вычислительной математики и механики.Тел: (342) 127-193, 391-970, 391-564 e-mail: truf@icmm.ru3Разработчик: Сметанников Олег Юрьевич, доц.
каф. ВМиМ, ПермГТУM_M: Solution → -Loads -Apply → -Magnetic Potential → VectorPoten - Flux Par`l - OnLines19.1 Отметить мышью все линии по внешнемупериметру области (всего 14)19.2 OKT_B: SAVE_DB20. РасчетM_M: Solution → -Solve -Current LS20.1 OK для начала счетаT_B: SAVE_DBАнализ результатов (Postprocessing)21. Построение линий магнитной индукции.M_M: General Postproc → Plot Results → -ContourPlot -2D Flux lines21.1 OK в окне установки параметров изображения. Вграфическом окне появляется картина магнитныхлиний.22.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
