《工程電磁場課設》word版

1、目錄 TOC o 1-4 h z u HYPERLINK l _Toc391457976 目錄 PAGEREF _Toc391457976 h 1 HYPERLINK l _Toc391457977 1課程設計的目的與作用 PAGEREF _Toc391457977 h 2 HYPERLINK l _Toc391457978 1.1設計目的： PAGEREF _Toc391457978 h 2 HYPERLINK l _Toc391457979 1.2設計作用： PAGEREF _Toc391457979 h 2 HYPERLINK l _Toc391457980 2 設計任務及所用Maxwe

2、ll軟件環(huán)境介紹 PAGEREF _Toc391457980 h 2 HYPERLINK l _Toc391457981 2.1設計任務： PAGEREF _Toc391457981 h 2 HYPERLINK l _Toc391457982 2.2Maxwell軟件環(huán)境： PAGEREF _Toc391457982 h 3 HYPERLINK l _Toc391457983 3電磁模型的建立 PAGEREF _Toc391457983 h 3 HYPERLINK l _Toc391457984 3.1建模（Model） PAGEREF _Toc391457984 h 3 HYPERLINK

3、l _Toc391457985 3.2 設置不同激勵（Assign Excitation） PAGEREF _Toc391457985 h 5 HYPERLINK l _Toc391457986 3.3 設置計算參數(shù)（Assign Executive Parameter） PAGEREF _Toc391457986 h 7 HYPERLINK l _Toc391457987 3.4 設置自適應計算參數(shù)（Create Analysis Setup） PAGEREF _Toc391457987 h 7 HYPERLINK l _Toc391457988 3.5 創(chuàng)建參數(shù)掃描設置 PAGEREF _

4、Toc391457988 h 7 HYPERLINK l _Toc391457989 4電磁模型計算 PAGEREF _Toc391457989 h 11 HYPERLINK l _Toc391457990 5 仿真結果后處理分析 PAGEREF _Toc391457990 h 13 HYPERLINK l _Toc391457991 6 設計總結和體會 PAGEREF _Toc391457991 h 13 HYPERLINK l _Toc391457992 7 參考文獻： PAGEREF _Toc391457992 h 131課程設計的目的與作用1.1設計目的：工程電磁場與波課程理論抽象、數(shù)

5、學計算繁雜，將Maxwell軟件引入教學中。1.2設計作用：通過對典型電磁產品的仿真設計，并模擬電磁場的特性，將理論與實踐有效結合，強化學生對電磁場與電磁波的理解和應用，提高教學質量。2 設計任務及所用Maxwell軟件環(huán)境介紹2.1設計任務：計算如下圖所示鐵塊所受線圈磁場的作用力。要求對線圈中的電流和鐵塊的高度做參數(shù)掃描，計算不同設置值時，作用力的大小。2.2Maxwell軟件環(huán)境：Ansoft Maxwell 是低頻電磁場有限元仿真軟件，在工程電磁領域有廣泛的應用。它基于麥克斯韋微分方程，采用有限元離散形式，將工程中的電磁場計算轉變?yōu)辇嫶蟮木仃嚽蠼猓褂妙I域遍及電器、機械、石油化工、汽車、

6、冶金、水利水電、航空航天、船舶、電子、核工業(yè)、兵器等眾多行業(yè)，為各領域的科學研究和工程應用作出了巨大的貢獻?？傮w要求：熟練使用Ansoft Maxwell 仿真軟件，對電場、磁場進行分析，了解所做題目的原理。利用Ansoft Maxwell軟件仿真簡單的電場以及磁場分布，畫出電場矢量E線圖、磁感應強度B線圖，并對仿真結果進行分析、總結。將所做步驟詳細寫出，并配有相應圖片說明。3電磁模型的建立 3.1建模（Model）新建與保存Project Insert Maxwell 3D DesignFileSave as Parametric（工程命名為“Parametric”）選擇求解器類型：Maxw

7、ell Solution Type Magnetostatic2.創(chuàng)建線圈 Draw Regular Polyhedron（創(chuàng)建多邊形柱體1）Center Position（中心點坐標）： （X,Y,Z）（0, 0, 0）mmStart Position（起點坐標）：（X,Y,Z）（1.25, 0,0）mmAxis（對稱軸）：ZHeight（柱體高度）：0.8mm多邊形邊數(shù)：Number of Segments: 36將多邊形重命名為Polyhedron1選中Polyhedron1（創(chuàng)建多邊形柱體2）CTRL_C，CTRL_V修改相關設置Center Position（中心點坐標）： （X,Y

8、,Z）（0, 0, 0）mmStart Position（起點坐標）：（X,Y,Z）（1, 0,0）mmAxis（對稱軸）：ZHeight（柱體高度）：0.8mm多邊形邊數(shù)：Number of Segments: 36將多邊形重命名為Polyhedron23.創(chuàng)建線圈選中Polyhedron1，Polyhedron2Modeler（建模） Boolean Subtract（減去）Blank Park: Polyhedron1Tool Park: Polyhedron2將Polyhedron1重命名為CoilAssign Material copper（設置材料為銅）4.創(chuàng)建鐵塊模型Draw B

9、ox任意創(chuàng)建一個6面體尺寸參數(shù)設置如下：注意：ZSize參數(shù)的值為：“SlugHeight”將六面體重命名為SlugAssign Material iron（設置材料為iron）5.創(chuàng)建計算區(qū)域（Region）Draw RegionPadding Percentage：200%6.創(chuàng)建激勵電流加載面（Create Section）Select CoilModeler Surface SectionSection Plane: YZ平面Modeler Boolean Separate Bodies（分離兩Section面）刪除1個截面Select 1個截面，Del將剩下的1個截面重命名為“Sec

10、tion1”3.2 設置不同激勵（Assign Excitation）選中線圈截面：Section1Maxwell 3D Excitations Assign Current Value: AmpTurnsType: Stranded（線形激勵電流）1.當線圈電流為100A時2.當線圈電流為200A時3.當線圈電流為300A時3.3 設置計算參數(shù)（Assign Executive Parameter）選中 Slug（彈頭）Maxwell 3D Parameters Assign Force Name: Force 1Type: Virtual3.4 設置自適應計算參數(shù)（Create Analy

11、sis Setup）Maxwell 3D Analysis Setup Add Solution Setup最大迭代次數(shù)：Maximum number of passes ： 5誤差要求： Percent Error: 1%每次迭代加密剖分單元比例：Refinement per Pass : 30%3.5 創(chuàng)建參數(shù)掃描設置Maxwell 3D Optimetrics Analysis Add Parametric點擊Add，創(chuàng)建掃描參數(shù)variable選擇： SlugHeight linear stepStart =1, Stop =2, Step = 0.5點擊Add 按鍵將SlugHeig

12、ht的掃描設置添加到右邊空白欄variable選擇： AmpTurns （設置安匝數(shù)的掃描）linear stepStart =100, Stop =200, Step =50點擊Add 按鍵將AmpTurns的掃描設置添加到右邊空白欄點擊OK.點擊 Calculations子菜單點擊 Setup Calculations點擊Add CalculationsSetup1出現(xiàn)在Setup Sweep Analysis菜單中點擊Done在Options 子菜單中選中如下設置“Save Field and Mesh ” :在每一步參數(shù)掃描計算后，保存相應的計算場量和剖分信息，一般，系統(tǒng)為節(jié)約內存，默認不保存?！癈opy geometrically equivalent meshes” 在下次計算中，可重復使用上次計算時未變形的模塊的剖分數(shù)據