【文章內(nèi)容簡介】 MP,rsvx GUI: Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models ElectromagicsResistivityIsotropic 絞線圈是按＂Ｎ＂形纏繞的單股連續(xù)型線圈，如下圖圖 5所示。對(duì)這樣的線圈要定義各向同性（且只能是各向同性）電阻值。 載壓絞線圈只能用 PLANE53 單元來建模，還需要定義下列實(shí)常數(shù) : CARE 線圈橫截面積。無論對(duì)稱性如何，此常數(shù)代表絞線型線圈的實(shí)際物理面積。 TURN 線圈總匝數(shù)。無論對(duì)稱性如何，此常數(shù)代表絞線型線圈的實(shí)際總匝數(shù)。 LENG Z方 向上線圈長度。在 2D平面分析中，此常數(shù)代表線圈的實(shí)際長度。 DIRZ 電流方向，詳見單元手冊(cè)對(duì) PLANE53 的描述。 FILL 線圈填充因子。此常數(shù)代表線圈組在線圈橫截面積中所占的比例，它影響 線圈的電阻值（還可以用它來 “ 調(diào)正 ” 線圈電阻值）。 建模，分網(wǎng)，指定特性 建模過程可參照《 ANSYS 建模和分網(wǎng)指南 》，然后在模型各個(gè)區(qū)域內(nèi)指定特性（單元類型、選項(xiàng)、單元坐標(biāo)系、實(shí)常數(shù)和材料性質(zhì)等，參見 “ （－）建立物理環(huán)境 ” 部分。 通過 GUI 為模型中的各區(qū)賦予特性： 1. 選擇 Main MenuPreprocessorAttributesDefinePicked Areas 2. 點(diǎn)擊模型中要選定的區(qū)域。 3. 在對(duì)話框中為所選定的區(qū)域說明材料號(hào)、實(shí)常數(shù)號(hào)、單元類型號(hào)和單元坐標(biāo)系號(hào)。 4. 重復(fù)這些步驟，直至處理完所有區(qū)域。 通過命令為模型中的各區(qū)賦予特性： ASEL（選擇模型區(qū)域） MAT（說明材料號(hào)） REAL（說明實(shí)常數(shù)組號(hào)） TYPE（指定單元類型號(hào)） ESYS（說明單元坐標(biāo)系號(hào)） 指定完畢各區(qū)域特性后，就可劃分有限元網(wǎng)格了，詳見《 ANSYS 建模和分網(wǎng)指南》。 施加邊界條件和載荷 既可以給實(shí)體模型（關(guān)鍵點(diǎn)、線、面）也可以給有限元模型（節(jié)點(diǎn)和單元）施加邊界條件和載荷，在求解時(shí)， ANSYS 程序自動(dòng)將加到實(shí)體模型上載荷轉(zhuǎn)遞到有限元模型上。 通過一系列級(jí)聯(lián)菜單，可以實(shí)現(xiàn)所有的加載操作。當(dāng)選擇 Main Menu Solution － Loads－ Apply － Magic－時(shí)， ANSYS 程序?qū)⒘谐鏊械倪吔鐥l件和三種載荷類型。然后選擇合理的類型和合理的邊界條件或載荷。對(duì)于一個(gè) 2－ D 靜態(tài)分析，能選擇的邊界條件和載荷如下： Boundary Excitation Flag Other Vector Poten Curr Density Comp. Force Curr Segment On Keypoints On Keypoints Infinite Surf On Keypoints On Nodes On Nodes On Lines On Nodes Flux Parl On Elements On Areas Maxwell Surf On Lines Voltage Drop On Nodes On Lines On Nodes On Areas Flux Normal On Nodes On Lines Virtual Disp On Nodes On Keypoints Periodic BCs On Nodes 例如，施加電流密度到單元上， GUI 路 徑如下： GUI： Main MenuPreprocessorLoadsApplyMagic ExcitationCurr Density On Elements 在菜單上你可以見到列出的其他載荷類型或載荷，假如它們呈灰色，就意味著在 2D靜態(tài)分析中不能加該載荷，或該單元類型的 KEYOPT 選項(xiàng)設(shè)置不合適。另外，也可以通過 ANSYS 命令來輸入載荷。 要列出已存在的載荷，方式如下 : GUI: Utility MenuListLoadsload type 下面將詳細(xì)描述 可以施加的各種載荷： 邊界條件 磁矢量位 (AZ) 通過指定磁矢量位，可以定義磁力線平行、遠(yuǎn)場、周期性邊界、以及外部強(qiáng)加磁場等條件。下表列出了每種邊界條件需要的 AZ值： 邊界條件 AZ值 磁力線垂直 不需要（自然邊界條件，自然滿足） 磁力線平行 說明 AZ=0，用 D 命令或 GUI路徑 Main MenuPreprocessorLoadsLoadsApplyMagicBoundaryVector PotenFlux Par’l On Lines or On Nodes 遠(yuǎn)場 用遠(yuǎn)場單元 INFIN9（只用于平面分析）和 INFIN110 周期性 用 PERBC2D 宏在節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建奇對(duì)稱或偶對(duì)稱周期性邊界條件，或用 GUI路徑 Main MenuPreprocessorLoadsLoadsApplyMagicBoundary Vector PotenPeriodic BCs。 外部強(qiáng)加磁令 AZ等于一非零值。用 GUI路徑 Main MenuPreprocessorLoadsLoadsApplyMagicBoundaryVector PotenFlux Par’l On Lines/On Nodes 場 磁力線平行邊界條件強(qiáng)制磁力線平行于表面。 磁力線垂直邊界條件強(qiáng)制磁力線垂直于表面，是自然邊界條件，自然得到滿足。 使用遠(yuǎn)場單元 INFIN9 和 INFIN110 來表示模型的無限邊界時(shí)，無需說明遠(yuǎn)場為零邊界條件。 如果模型具有周期性，或者通量的特性具有重復(fù)性，可用 PERBC2D 宏命令來定義周期性邊界條件。 對(duì)于外部強(qiáng)加磁場，直接在合適的區(qū)域施加非 0的 AZ 值就行了。 加勵(lì)磁載荷 源電流密度 (JS) 此載荷給源導(dǎo)體加電流，在國際單位制中 JS的單位為安培／米 2。在 2D分析中，只有 JS的 Z分量是有效的，在平面分析中正值表示電流向 +Z方向，在軸對(duì)稱分析中正值表示電流向 Z 方向。 對(duì)絞線圈或塊導(dǎo)體來說，電流一般是均勻分布的．通常直接將源電流密度載荷加給單元。 命令： BFE GUI: Main MenuPreprocessorLoadsLoadsApplyMagicExcitationCurr DensityOn Elements 詳細(xì)情況參見《 ANSYS 命令手冊(cè)》。 同樣， 也可以用 BFA 命令把源電流密度施加到實(shí)體模型上。用 BFTRAN 或SBCTRAN 命令，把施加到實(shí)體模型上的源電流密度轉(zhuǎn)換到有限元單元模型上。 電壓降 (VLTG) 此載荷給絞線圈加電壓降，只能用 MKS單位制。只有對(duì)使用了 AZ 和 CURR 自由度的 PLANE53 單元（參見 PLANE53 單元的 KEYOPT(1)選項(xiàng)）才能使用電壓降（ VLTG）載荷。 電壓降可使用 BFE 命令加在單元上，也可以用 BFA 命令加在實(shí)體模型的某些面上。用 BFTRAN 或 SBCTRAN 命令，把施加到實(shí)體模型上的電壓降（ VLTG）載荷轉(zhuǎn)換 到有限元單元模型上。 因?yàn)?CURR 表示線圈每匝的電流，而線圈中的電流值是唯一的，所以加載前必須將線圈所有節(jié)點(diǎn)的 CURR 自由度耦合起來（否則將導(dǎo)致求解錯(cuò)誤）。 用下列方式進(jìn)行： 命令： CP GUI:Main MenuPreprocessorCoupling/CeqnCouple DOFs 施加標(biāo)志 力標(biāo)志 用 FMAGBC 宏對(duì)需要進(jìn)行力和力矩計(jì)算的部件施加標(biāo)志，該宏自動(dòng)施加虛位移和 Maxwell 面標(biāo)志（后面介紹）。建模時(shí)，在需要進(jìn)行力和力矩計(jì)算的部件周圍，至少要包圍一層 空氣單元。對(duì)需要進(jìn)行力和位移計(jì)算的部件的單元命名為一個(gè)元件 (Component)，再按下列方式使用 FMAGBC 宏： 命令： FMAGBC,Cnam GUI： Main MenuPreprocessorLoadsLoadsApplyMagicFlagComp. Force/Torq 在后處理器中使用 FMAGBC 和 TORQSUM 宏命令，就可以列出力和力矩的結(jié)果。 無限表面標(biāo)志 (INF) 這不算真實(shí)意義的加載，是有限元方法計(jì)算開域問題時(shí)，加給無限元（代表物理模型最邊緣的 單元）的標(biāo)志。 其他加載 電流段 (CSGX) 該載荷是一種節(jié)點(diǎn)電流載荷，不常使用。在軸對(duì)稱分析中的電流段為 2pr*電流。在 MKS單位制中電流段的單位是安培－米。 電流方向沿 Z方向，與自由度 AZ保持一致。比如，可以用多個(gè)電流段表示一個(gè)片狀電流。關(guān)于在節(jié)點(diǎn)上分布式加載的詳細(xì)討論參見《 ANSYS 建模與分網(wǎng)指南》。 Maxwell 面 (MXWF) Maxwell 面不是真正意義上的載荷，它只是表明在這個(gè)表面要進(jìn)行磁場力分布的計(jì)算。在 flag 選項(xiàng)中選擇 MXWF 就行了。 通常，把 Maxwell 面標(biāo)志施加在鄰近分界面的空氣單元上。 ANSYS 用 Maxwell應(yīng)力張量方法計(jì)算鐵區(qū)－空氣分界面上的力，并將結(jié)果存儲(chǔ)到這些空氣單元中。在 POST1 后處理器中對(duì)它們求和，可以得到作用到該部分上的合力，并可將這些分布力轉(zhuǎn)換到后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析中。 可以同時(shí)定義多個(gè)元件，但這些元件不能共用空氣單元。 (比如在兩個(gè)部件間只建了一層單元，就會(huì)發(fā)生共用。 ) 磁虛位移 (MVDI) 磁虛位移標(biāo)志也不是真正意義上的載荷，它只表示給模型中要計(jì)算力的部件施加標(biāo)志。和 Maxwell 面的作用相同，只不過 用的是虛功方法。 在感興趣區(qū)的所有節(jié)點(diǎn)上說明 MVDI=，在鄰近的空氣區(qū)節(jié)點(diǎn)上說明MVDI=(缺省設(shè)置 )。也可以說明 MVDI，但是通常不用。計(jì)算得到的力結(jié)果就貯存在鄰近的空氣單元中。 鄰近的感興趣區(qū)域的空氣單元帶最好是等厚度的。在 POST1 中，可以將每個(gè)空氣單元中的力進(jìn)行求和以得到合力。 求解 下面描述進(jìn)行 2D靜態(tài)磁場分析求解的基本過程。 定義分析類型 在定義分析類型和分析將用的方程求解器前，要先進(jìn)入 SOULUTION 求解器。 命令： /SOLU GUI:Main MenuSolution 說明分析類型，用下列方式： GUI ：選擇 Main MenuSolutionNew Analysis 并選擇 static 。 如果是新的分析，使用命令 AN