《耦合場分析》PPT課件

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1、第五章耦合場模擬綜述耦合場模擬包括如下場的組合結(jié)構(gòu)-磁電壓供電致動器的銜鐵運(yùn)動匯流排在Lorentz力作用下的變形永磁體運(yùn)動引起的線圈內(nèi)感生電流熱-磁匯流排感應(yīng)加熱（通常以數(shù)千赫茲的頻率）金屬感應(yīng)加熱熔化過程（通常小于100赫茲）匯流排升溫電壓供電繞組的線圈升溫2可用兩種基本方法模擬這種耦合現(xiàn)象序列法（間接法）:磁場分析結(jié)果用作熱或結(jié)構(gòu)分析的邊界條件在序列分析過程中，利用“物理環(huán)境”功能，進(jìn)行自動循環(huán)，改變初始求解場的屬性和幾何體Solution>Physics>Environment3直接法:在某些單元類型內(nèi)（如Plane13）直接包含了多場自由度（熱-

2、磁、結(jié)構(gòu)-磁等）單元每個(gè)節(jié)點(diǎn)不僅包含了磁自由度，而且包含位移和溫度自由度，可在單元類型選項(xiàng)中選擇自由度單元類型自由度的選擇4三維匯流排變形在三維模擬實(shí)例中采用三維匯流排，確定排的變形匯流排模型，由于電流同方向，位移為Z方向，朝著對稱平面電流方向兩個(gè)匯流排“角形”組件5需要先前的磁場分析結(jié)果如果沒有匯流排的磁場分析結(jié)果，必須重新分析得到輸入命令angle3d,1,1，這將進(jìn)行求解匯流排單元Lorentz力的磁場分析6利用磁場分析中生成的力進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，則單元類型必須轉(zhuǎn)換到結(jié)構(gòu)單元類型:Solid45Preprocessor>ElementType>Add/E

3、dit/Delete選擇6，這是匯流排的單元類型選擇ADD7把單元類型6定義為三維結(jié)構(gòu)單元輸入6與匯流排相對應(yīng)選擇OK定義了結(jié)構(gòu)單元類型后，結(jié)構(gòu)自由度被激活。靜力學(xué)分析所要求的材料性質(zhì)為彈性模量EX(N/m2)。8定義匯流排彈性模量Preprocessor>MaterialProps>MaterialModel材料號2相應(yīng)于匯流排選擇OK9現(xiàn)在可以將力能施加在匯流排上Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Sstructural>Force/Moment>FromMagAnaly因?yàn)橹挥幸环N結(jié)果，此處為“空”就可以讀入正確

4、結(jié)果對于沒有電路單元的磁場分析，缺省的結(jié)果文件為file.rmg選擇OK10力的分量如圖所示，箭頭長度相應(yīng)于力的大小利用PlotCtrls中的符號和邊界條件控制項(xiàng)來控制力的符號顯示11其邊界條件用來約束匯流排“角形”組件Preprocessor>Loads>DefineLoads>Apply>Structural>Displacement>OnLines在“角形”組件的三個(gè)地方加結(jié)構(gòu)約束條件12利用PlotCtrls中的縮放控制來輔助選擇感興趣區(qū)域的線段選擇“角形”左側(cè)的線段選擇“角形”下孔的線段選擇“角形”上孔的線段13施加位移條件因?yàn)?5號單元只支持位

5、移約束，在所選線上用“All”將約束UX、UY、UZ三個(gè)位移自由度。選擇OK14對結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)分析執(zhí)行求解Solution>AnalysisType>NewAnalysis[STATIC]圖示單元和節(jié)點(diǎn)來確認(rèn)只激活了匯流排開始求解Solution>Solve>CurrentLS（將顯示警告（warning）信息表示模型只有部分被激活）15窗口也將顯示激活的其他自由度，這是因?yàn)檫€定義磁場分析的單元的類型。但是求解只在激活單元上進(jìn)行。結(jié)構(gòu)自由度磁自由度16在后處理中可以觀察到位移形狀GeneralPostproc>PlotResults>DeformedShape

6、變形圖迭加在模型的輪廓線上選擇OK最大位移1.9mm17應(yīng)力強(qiáng)度等值圖GeneralPostproc>PlotResults>ContourPlot>NodalSolution選擇OK18利用物理環(huán)境，可以把熱分析和磁場分析組合起來，如下面在6KHz塊導(dǎo)體場作用下的導(dǎo)磁匯流排的動畫所示這是在一系列交流分析后，進(jìn)行了瞬態(tài)熱分析執(zhí)行動畫文件acpower.avi觀察動畫功率損失（瓦）時(shí)間(秒)導(dǎo)磁匯流排導(dǎo)體19匯流排和塊導(dǎo)體內(nèi)的功率運(yùn)行動畫文件thermal.avi觀察動畫溫度(F)時(shí)間(秒)20