mit02 (1051067)
Текст из файла
CAD-FEM GmbH Official ANSYS, ADAMS & LS-DYNA3D Distributor
Расчет проводящего бруска с дефектами в электромагнитном поле при разных частотах
| Наименования продуктов ANSYS, в которых данный пример может быть выполнен | ANSYS/Multiphysics 5.5 ANSYS/EMAG 5.5 | Авторы: Мякушев Константин, Захаров Дмитрий Студенты МЭИ, факультет ЭФФ, кафедра ЭИ |
| Дисциплина | Электромагнетизм | |
| Демонстрируются | Искажения электромагнитного поля из-за наличия поверхностного дефекта и дефекта типа «расслоение», а также за счет действия вихревых токов (токов Фуко) | |
Задание модели
Модель: брусок размерами 500х100 мм с дефектом типа “насечка” и “расслоение” (; 50 МСм).
Включите нумерацию точек, линий и областей:
Utility Menu>PlotCtrls>Numbering (Keypoint, Line, Area numbers поставьте в положение ON)
Для задания модели произведите следующие операции:
Main Menu>Preprocessor>Create>Keypoints>In Active CS
В
ведите следующие координаты точек:
01. 0.00 0.00
02. 0.50 0.00
03. 0.50 0.10
04. 0.00 0.10
05. 0.38 0.10
06. 0.40 0.10
07.-0.10 -0.20E-01
08. 0.37 0.70E-01
09. 0.35 0.70E-01
10. 0.10 0.40E-01
11. 0.10 0.50E-01
12. 0.20 0.50E-01
13. 0.20 0.40E-01
14.-0.10 0.12
15. 0.60 0.12
16. 0.60 -0.20E-01
Main Menu>Preprocessor> Create>Lines>Stright Line
С
оедините последовательно точки:
1,2,3,6,8,9,5,4
11,10,13,12
7,16,15,14
После каждой серии ввода нажмите Apply, введя последнюю серию нажмите OK.
З
адайте области следующей командой:
Main Menu>Preprocessor>Create>Areas>
B![]()
y Lines
y LinesВыберите последовательно следующие линии:
L1,L2,L3,L4,L5,L6,L7,L8
Нажмите Apply
L9,L10,L11,L12
Нажмите Apply.
L13,L14,L15,L16
Нажмите OK.
Создание перекрывающихся областей:
Main Menu>Preprocessor>Operate>
Overlap>Areas
Н
ажмите Pick All.
Появились области А1,A4,A5
Задание типа элементов
Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete>Add
Выберите элемент Vect Quad 8nod53 из раздела Magnetic Vector.
Нажмите OK.
Нажмите Close.
Задание материалов
Main Menu>Preprocessor>Material Props.>Isotropic
В появившемся окне нажмите OK.
Задайте MURX=1.
Нажмите Apply.
Для материала номер 2 задайте MURX=10 и RSVX=2E-08.
Нажмите OK.
Назначение материалов областям
Main Menu>Preprocessor>Define>Picked Areas
Выберите область A4 и нажмите Apply.
Выберите Element Type Number = 1 и Material Number = 2.
Нажмите Apply.
Создание сетки конечных элементов
Main Menu>Preprocessor>SizeCtrls>All Lines
В появившемся окне выберите в поле “NDIV No. Of element divisions” значение 20.
Нажмите OK.
Main Menu>Preprocessor>Mesh>-Areas- Free
Нажмите Pick All.
П
осле процедуры мешинга появится следующая картина:
Задание электромагнитного поля (трубки потока)
Main Menu>Solution>New Analysis>Harmonic
Main Menu>Solution>Apply>Magnetic Boundary>Vector Poten>on Lines
Выберите верхнюю линию области A5 (линия L14) и задайте значение векторного магнитного потенциала равным 1E-3.
Нажмите Apply.
Выберите нижнюю линию области A5 (линия L16) и задайте значение векторного магнитного потенциала равным –1E-3.
Нажмите OK.
Расчет задачи
Зададим вид решаемой задачи:
Main Menu>Solution>New Analysis
В появившемся окне выберите Harmonic (Переменное магнитное поле) и нажмите OK.
Далее необходимо задать частоту электромагнитного поля и решить задачу. Для этого произведите следующие действия.
Main Menu>Solution>Solve>Electromagnet>Opt&Solve
В появившемся окне в поле Freq задайте 50000 или желаемую Вами частоту и нажмите OK. После этого начнется расчет задачи.
Просмотр результатов расчета
Main Menu>General Postproc>Plot Results>2D Flux Lines
П
оявится картина распределения линий магнитного потока в рабочей области. Так как материал пластины имеет большую магнитную проницаемость, то хорошо видно, что он собирает на себя почти весь магнитный поток.
Также хорошо видно выпячивания и искажения магнитного потока в результате огибания дефектов.
При проникновении магнитного поля вглубь объекта происходит его затухание из-за воздействия вихревых токов. Скорость затухания зависит от частоты электромагнитного поля, от свойств материала.
З
атухание электромагнитного поля по сечению объекта контроля можно наблюдать, построив, например, зависимость тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля Hx от координаты Y по линии сечения А‑А. Получили следующую картину
Для построения графика нужно провести следующие действия:
Main Menu>General Postproc>Path Operations>Define path>By Nodes
Выберите точки, как показано на левом рисунке, и нажмите OK.
Main Menu>General Postproc>Path Operations>Map onto path>By Nodes
Выберите степень свободы Hx и нажмите OK.
Main Menu>General Postproc>Path Operations>-Plot path item- on graph
Получим изображение, как на правом рисунке. Горизонтальные участки на графике соответствуют воздушному зазору, в котором поле не затухает.
На левом рисунке изображено распределение плотности токов. Для его отображения произведите следующие действия.
Main Menu>General Postproc>Plot Results>Element Solution>Current density>JTSUM
Материал бруска имеет линейную характеристику B(H), а следовательно, не может войти в насыщение. Вследствие этого, в данном случае невозможно обнаружить дефект типа «расслоение» каким-либо датчиком, расположенным на поверхности объекта контроля, даже при значительном увеличении напряженности магнитного поля. Поверхностный дефект вызывает искажение электромагнитного поля на поверхности объекта контроля и может быть легко обнаружен поверхностными датчиками. В реальных условиях поиск поверхностных и подповерхностных дефектов осуществляется за счет сканирования поверхности объекта контроля накладными датчиками или датчиками Холла. Эти датчики реагируют на изменение нормальной к поверхности составляющей напряженности магнитного поля. На выходе таких датчиков получают электрический сигнал, пропорциональный этому изменению. Для того чтобы промодулировать процесс сканирования, построим график зависимости нормальной составляющей н
апряженности магнитного поля от координаты на верхней поверхности объекта контроля.
Для построения графика нужно провести следующие действия:
Main Menu>General Postproc>Path Operations>Define path>By Nodes
Выберите точки в левом и правом верхних углах объекта контроля и нажмите OK.
Main Menu>General Postproc>Path Operations>Map onto path>By Nodes
Выберите степень свободы Hy и нажмите OK.
Main Menu>General Postproc>Path Operations>-Plot path item- on graph
На левом рисунке показано распределение Hy по всей исследуемой области.
Main Menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solution>Flux&gradient>Hy
Пунктиром обозначен уровень Hy на бездефектном участке.
Наличие дефекта сильно искажает магнитное поле, что и демонстрирует график распределения магнитного поля по поверхности объекта контроля. В зоне дефекта видно резкое снижение суммарной магнитной индукции, т.к. магнитная проницаемость материала больше магнитной проницаемости воздуха, а также в результате искажения поля при обтекании дефекта. На остром краю дефекта, наоборот, видно значительное усиление магнитного поля. Особенно хорошие результаты в этом случае даст дифференциальный датчик. Также из графика видно, что нельзя производить сканирование вблизи границ объекта контроля, так как в переменном магнитном поле торцы объекта контроля будут намагничиваться при прохождении сквозь них линий магнитного поля. Поэтому один из торцов будет выступать как положительный полюс магнита и усиливать магнитное поле, а другой, наоборот, ослаблять. Это будет негативно влиять на результаты измерений.
4
CAD-FEM GmbH, ZENTRALE GRAFING, MARKTPLATZ 2 , D-85567, GRAFING B.MUNCHEN, TEL:(08092) 7005-0; FAX: (08092) 7005-773Представительство CAD-FEM GmbH в СНГ, офис 1703, 77, Щелковское шоссе, Москва, 107497, Россия
Тел:(095) 468-8175, Тел/Факс: (095) 913-23-00 E-mail: cadfem@online.ru http://www.cadfem.ru
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
