ANSYS電磁場(chǎng)分析指南

磁場(chǎng)分析對(duì)象

第一章磁場(chǎng)分析概述利用ANSYS/Emag或ANSYS/Multiphysics模塊中的電磁場(chǎng)分析功能，ANSYS可分析計(jì)算下列的設(shè)備中的電磁場(chǎng)，如：·電力發(fā)電機(jī) ·磁帶及磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器·變壓器 ·波導(dǎo)·螺線(xiàn)管傳動(dòng)器 ·諧振腔·電動(dòng)機(jī) ·連接器·磁成像系統(tǒng) ·天線(xiàn)輻射·圖像顯示設(shè)備傳感器 ·濾波器·回旋加速器在一般電磁場(chǎng)分析中關(guān)心的典型的物理量為：·磁通密度·能量損耗·磁場(chǎng)強(qiáng)度·磁漏·磁力及磁矩·S-參數(shù)·阻抗·品質(zhì)因子Q·電感·回波損耗·渦流·本征頻率存在電流、永磁體和外加場(chǎng)都會(huì)激勵(lì)起需要分析的磁場(chǎng)。ANSYS如何完成電磁場(chǎng)分析計(jì)算ANSYS以Maxwell方程組作為電磁場(chǎng)分析的出發(fā)點(diǎn)。有限元方法計(jì)算的未知量（自由度類(lèi)型和單元選項(xiàng)的不同，ANSYS計(jì)算的自由度可以是標(biāo)量磁位、矢量磁位或邊界通量。靜態(tài)、諧波、瞬態(tài)磁場(chǎng)分析利用ANSYS可以完成下列磁場(chǎng)分析：·2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析，分析直流電(DC)或永磁體所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，用矢量位方程。參見(jiàn)本書(shū)“二維靜態(tài)磁場(chǎng)分析”·2-D(AC)參見(jiàn)本書(shū)“二維諧波磁場(chǎng)分析”·2-D瞬態(tài)磁場(chǎng)分析，分析隨時(shí)間任意變化的電流或外場(chǎng)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，包含永磁體的效應(yīng)，用矢量位方程。參見(jiàn)本書(shū)“二維瞬態(tài)磁場(chǎng)分析”·3-D“三維靜態(tài)磁場(chǎng)分析（標(biāo)量位方法）”·3-D“三維靜態(tài)磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）”·3-D諧波磁場(chǎng)分析，分析低頻交流電所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，用棱邊單元法。建議盡量用這種方法求解諧波磁場(chǎng)分析。參見(jiàn)本書(shū)“三維諧波磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）”·3-D建議盡量用這種方法求解諧波磁場(chǎng)分析。參見(jiàn)本書(shū)“三維瞬態(tài)磁場(chǎng)分析（棱邊元方法）”·3-D“3-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析”·3-D“3-D諧波磁場(chǎng)分析”·基于節(jié)點(diǎn)方法的3-D“3-D瞬態(tài)磁場(chǎng)分析”關(guān)于棱邊單元、標(biāo)量位、矢量位方法的比較什么時(shí)候選擇2－D模型，什么時(shí)候選擇3－D模型？標(biāo)量位方法和矢量位方法有何不同？棱邊元方法和基于節(jié)點(diǎn)的方法求解3-D問(wèn)題又有什么區(qū)別？在下面將進(jìn)行詳細(xì)比較。1.4.12-D3-D分析比較3-D分析就是用3-D模型模擬被分析的結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)實(shí)生活中大多數(shù)結(jié)構(gòu)需要3-D模型來(lái)進(jìn)行模擬。然而3-D模型對(duì)建模的復(fù)雜度和計(jì)算的時(shí)間都有較高要求。所以，若有可能，2-D模型來(lái)進(jìn)行建模求解。什么是磁標(biāo)量位方法？對(duì)于大多數(shù)3-D靜態(tài)分析請(qǐng)盡量使用標(biāo)量位方法。此方法將電流源以基元的方式單獨(dú)分，建立模型更容易。標(biāo)量位方法提供以下功能：·磚型（六面體）、楔型、金字塔型、四面體單元?！る娏髟匆曰姆绞蕉x（線(xiàn)圈型、桿型、弧型）·可含永久磁體激勵(lì)·求解線(xiàn)性和非線(xiàn)性導(dǎo)磁率問(wèn)題·可使用節(jié)點(diǎn)偶合和約束方程（線(xiàn)圈型、桿型等）就可以模擬電流對(duì)磁場(chǎng)的貢獻(xiàn)。什么是磁矢量位方法？矢量位方法（MVP）是ANSYS支持的兩種基于節(jié)點(diǎn)的方法中的一種（標(biāo)量位法是另一種基于節(jié)點(diǎn)的方法）。這兩種方法都可用于求解3-D靜態(tài)、時(shí)諧、瞬態(tài)分析。矢量位方法中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的自由度要比標(biāo)量位方法多XY和Z方向分別具有磁矢量位AXAYAZ電流(CURR)，電壓降(EMF)和電壓(VOLT)2-DAZ。（電流傳導(dǎo)區(qū)域）要作為整個(gè)有限元模型的一部分。由于它的節(jié)點(diǎn)自由度更多，所以比標(biāo)量位方法的運(yùn)算速度要慢一些。3-D靜態(tài)、時(shí)諧和瞬態(tài)的磁場(chǎng)分析計(jì)算。但是，當(dāng)計(jì)算區(qū)域含有（向分量非常大，影響了計(jì)算結(jié)果的精度）。你可以使用INTER1153-D3-D矢量位方法。分頁(yè)什么是棱邊元方法？我們推薦在解決大多數(shù)的3-D時(shí)諧問(wèn)題和瞬態(tài)問(wèn)題時(shí)，選用棱邊單元法，但此方法對(duì)2-D問(wèn)題不適用。棱邊單元法中的自由度與單元邊有關(guān)系，而與單元節(jié)點(diǎn)沒(méi)關(guān)系。此方法在3-D低頻靜態(tài)和動(dòng)態(tài)電磁場(chǎng)的模擬仿真方面有很好的求解能力。這種方法和基于節(jié)點(diǎn)的矢量位法同時(shí)求解具有相同泛函表達(dá)式的模型時(shí)方法更有效。ANSYS理論手冊(cè)中有關(guān)于此方法更細(xì)致的描述。棱邊元方法和矢量位方法的比較主要的不同在于棱邊單元法具有更高的精度，對(duì)于3-D分析來(lái)說(shuō)，使用棱邊單元的分析過(guò)程和用MVP分析的過(guò)程基本相同。所以，如前所述，我們推薦在求解大多數(shù)的3-D時(shí)諧和瞬態(tài)問(wèn)題時(shí)采用單元邊方法，但在下列情況下只能用矢量位法：·模型中存在著運(yùn)動(dòng)效應(yīng)和電路耦合時(shí)；·模型要求電路和速度效應(yīng)時(shí)·所分析的模型中沒(méi)有鐵區(qū)時(shí)。高頻電磁場(chǎng)分析ANSYS特性。相當(dāng)時(shí)，就必須進(jìn)行高頻分析。ANSYS提供時(shí)諧分析和模態(tài)分析兩種分析方法，詳見(jiàn)第10章《高頻電磁場(chǎng)分析》。電磁場(chǎng)單元概述ANSYS提供了很多可用于模擬電磁現(xiàn)象的單元，表1-1作了簡(jiǎn)要介紹，單元和單元特并非下表中的所有單元都能應(yīng)用于所有的電磁分析類(lèi)型述。1-1電磁場(chǎng)單元單元單元節(jié)點(diǎn)數(shù)形狀磁實(shí)量電流SOURC363-D源磁實(shí)量8四邊形AZ；AZ-VOLT；AZ-CURR；AZ-CURR-EMF3無(wú)無(wú)自由度，線(xiàn)圈、桿、弧型基元8磚形MAG(簡(jiǎn)化、差分、通用標(biāo)勢(shì))AX、AY、AZ、VOLT；AX、AY、AZ、CURR；AX、磁實(shí)AY、AZ、CURR、EMF；SOLID973-D8磚形AX、AY、AZ、CURR、VOLT；量支持速度效應(yīng)和電路耦合INTER1153-D4四邊形AX、AY、AZ、MAG低頻SOLID1173-D20單元高頻磚形AZ(棱邊)；AZ(棱邊)-VOLTHF119單元四面體AX(棱邊)HF120磚型AX(棱邊)棱邊單元VOLT、CURR、EMF；電阻、電容、電感、電流CIRCU1241-D8線(xiàn)段源、電壓源、絞線(xiàn)圈、2D3D互感、控制源靜電 四邊PLANE1212-D 8實(shí)體 形靜電SOLID1223-D 20磚型實(shí)體靜電 四面SOLID1233-D 10實(shí)體 體靜電SOLID1273-D 10Tet實(shí)體靜電SOLID1283-D 20Brick實(shí)體無(wú)限INFIN92-D 2線(xiàn)段邊界無(wú)限 四邊INFIN1102-D 8實(shí)體 形無(wú)限 四邊INFIN473-D 4邊界 形無(wú)限INFIN1113-D 20磚型實(shí)體熱電 四邊PLANE672-D 4實(shí)體 形熱電LINK683-D 2線(xiàn)段桿熱電SOLID693-D 8磚型實(shí)體熱電 四邊SHELL1573-D 4殼 形耦合 四邊PLANE132-D 4實(shí)體 形耦合

VOLTVOLTVOLTVOLTVOLTAZ-TEMPAZ、VOLT、TEMPMAG、TEMPMAG、AX、AY、AZ、VOLT、TEMPTEMP-VOLTTEMP-VOLTTEMP-VOLTTEMP-VOLTUX、UY、TEMP、AZ；UX-UY-VOLTUX-UY-UZ-TEMP-VOLT-MAG；TEMP-VOLT-MAG；SOLID53-D 8磚型 UX-UY-UZ；實(shí)體磁結(jié)SOLID623-D 8磚型構(gòu)耦合 SOLID983-D 10實(shí)體 體

TEMP、VOLT/MAGUX-UY-UZ-AX-AY-AZ-VOLTUX-UY-UZ-TEMP-VOLT-MAG；TEMP-VOLT-MAG；UX-UY-UZ；TEMP、VOLT/MAG1具體的自由度根據(jù)KEYOPT選項(xiàng)的具體設(shè)置來(lái)激活關(guān)于GUI路徑和命令方式ANSYS命令流和其等效路徑的提示。這些命令行一些其他的更復(fù)雜的操作。若希望了解更復(fù)雜的命令語(yǔ)法，請(qǐng)參考《ANSYS命令指南》我們盡可能多地列出了GUI等效路徑的提示幫助。很多情況下，直接執(zhí)行GUI路徑就可以執(zhí)行相應(yīng)的命令函數(shù)；在有些情況下，執(zhí)行GUI路徑后，會(huì)出現(xiàn)菜單和對(duì)話(huà)框，根據(jù)提示選擇相應(yīng)的選項(xiàng)完成希望執(zhí)行的命令函數(shù)。類(lèi)型。詳細(xì)情況請(qǐng)參見(jiàn)《ANSYS基本過(guò)程指南》中的“材料模型界面”。第二章2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析什么是靜態(tài)磁場(chǎng)分析靜態(tài)磁場(chǎng)分析考慮由下列激勵(lì)產(chǎn)生的靜態(tài)磁場(chǎng)：·永磁體·穩(wěn)態(tài)直流電流·外加電壓·運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體·外加靜磁場(chǎng)永磁體。靜磁分析的分析步驟根據(jù)以下幾個(gè)因素決定：·2－D3－D·在分析中，考慮使用哪種方法。如果靜態(tài)分析為2－D，就必須采用在本章內(nèi)討論的矢3－D（5章（9章、或者棱邊元方法（6章）。二維靜態(tài)磁場(chǎng)分析中要用到的單元：2-D計(jì)算時(shí)首先要考慮是否能將它簡(jiǎn)化成2-D平面問(wèn)題或軸對(duì)稱(chēng)問(wèn)題，這是因?yàn)?-D模型建立起來(lái)更容易，運(yùn)算起來(lái)也更快捷。ANSYS/Multiphysics和ANSYS/Emag2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析的單元（如下表）。詳細(xì)情況參見(jiàn)《ANSYS單元手冊(cè)》。2-12-D實(shí)體單元維單元 形狀或特性數(shù)四邊形，4

自由度PLANE132-D節(jié)點(diǎn) 最多可達(dá)每節(jié)點(diǎn)4個(gè)；可以是磁矢勢(shì)(AZ)、位或三角形3移、溫度或時(shí)間積分電勢(shì)。節(jié)點(diǎn)四邊形，8PLANE532-D節(jié)點(diǎn) 最多可達(dá)每節(jié)點(diǎn)4個(gè)；可以是磁矢勢(shì)(AZ)、時(shí)或三角形6間積分電勢(shì)、電流或電動(dòng)勢(shì)降。節(jié)點(diǎn)2-2.遠(yuǎn)場(chǎng)單元單元 維數(shù)單元 維數(shù)INFIN9 2-DINFIN1102-D形狀或特性線(xiàn)型，2節(jié)點(diǎn)四邊形，48個(gè)節(jié)點(diǎn)自由度磁矢勢(shì)(AZ)2-3.通用電路單元單元單元維數(shù)形狀或特性自由度注意CIRCU124無(wú)通用電路單元，每節(jié)點(diǎn)最多可有三個(gè)；可以通常與磁場(chǎng)6節(jié)點(diǎn)是電勢(shì)、電流或電動(dòng)勢(shì)降耦合時(shí)使用2-D單元用矢量位方法（即求解問(wèn)題時(shí)使用的自由度為矢量位）。因?yàn)閱卧嵌S的，故每個(gè)節(jié)點(diǎn)只有一個(gè)矢量位自由度：AZ(Z方向上的矢量位)。時(shí)間積分電勢(shì)(VOLT)用于載流塊導(dǎo)體或給導(dǎo)體施加強(qiáng)制終端條件。就需要CIRCU124單元具有AZCURR和EMF（電動(dòng)勢(shì)降或電勢(shì)降（關(guān)于電磁電路耦合的更詳細(xì)信息，參見(jiàn)《ANSYS耦合場(chǎng)分析指南》）。靜態(tài)磁場(chǎng)分析的步驟靜態(tài)磁場(chǎng)分析分以下五個(gè)步驟：創(chuàng)建物理環(huán)境建立模型，劃分網(wǎng)格，對(duì)模型的不同區(qū)域賦予特性加邊界條件和載荷（激磁）求解后處理（查看計(jì)算結(jié)果）下面將詳細(xì)討論這幾個(gè)步驟2－D靜態(tài)分析例題。這個(gè)例題是以ANSYS圖形用戶(hù)界面的方式來(lái)做的ANSYS命令格式。創(chuàng)建物理環(huán)境在定義一個(gè)分析問(wèn)題的物理環(huán)境時(shí)，進(jìn)入ANSYS仿真模型。按照以下步驟來(lái)建立物理環(huán)境：1、設(shè)置GUI菜單過(guò)濾2、定義分析標(biāo)題（/TITLE）3、說(shuō)明單元類(lèi)型及其選項(xiàng)（KEYOPT選項(xiàng)）4、定義單元坐標(biāo)系5、設(shè)置實(shí)常數(shù)和單位制6、定義材料屬性GUI過(guò)濾如果你是通過(guò)GUI路徑來(lái)運(yùn)行ANSYS，當(dāng)ANSYS被激活后第一件要做的事情是選擇菜單路徑：MainMenu>Preferences，在對(duì)話(huà)框出現(xiàn)后，選擇Magnetic-Nodal。因?yàn)锳NSYS會(huì)根據(jù)你選擇的參數(shù)來(lái)對(duì)單元進(jìn)行過(guò)濾，選擇Magnetic-Nodal以確保能2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析的單元。分頁(yè)定義分析標(biāo)題給你所進(jìn)行的分析一個(gè)能夠代表所分析內(nèi)容的標(biāo)題，比如“2-Dsolenoidactuatorstaticanalysis”題。命令：/TITLEGUI:：UtilityMenu>File>ChangeTitle定義單元類(lèi)型及其選項(xiàng)與其他分析一樣，進(jìn)行相應(yīng)的單元選擇，詳細(xì)過(guò)程參見(jiàn)《ANSYS基本過(guò)程指南》。各種不同的單元組合在一起，成為具體的物理問(wèn)題的抽象模型。根據(jù)處理問(wèn)題的不同，在模型的不同區(qū)域定義不同的單元元類(lèi)型。你所選擇的單元及它們的選項(xiàng)（KEYOPTs，后面還要詳細(xì)討論）可以反映待求區(qū)域的物理事實(shí)。定義好不同的單元及其選項(xiàng)后，就可以施加在模型的不同區(qū)域。2-D分析中存在兩種不同區(qū)域。DOF:AZ空氣材料特性：MUr(MURX),rho(RSVX)(如要計(jì)算焦耳熱)DOF:AZ鐵材料特性：MUr(MURX)或B-H曲線(xiàn)(TB命令)DOF:AZ永磁體材料特性：MUr(MURX)B-H曲線(xiàn)(TB命令)，Hc(矯頑力矢量MGXX,MGYY)注：永磁體的極化方向由矯頑力矢量和單元坐標(biāo)系共同控制。DOF:AZ載流絞材料特性：MUr(MURX)特殊特性：加源電流密度JS(用BFE,,JS命令)線(xiàn)圈每匝中的電流和線(xiàn)圈橫截面積來(lái)計(jì)算電流密度。載壓絞線(xiàn)圈

DOF:AZ,CURR材料特性：MUr(MURX),rho(RSVX)實(shí)常數(shù)：CARE,TURN,LENG,DIRZ,FILLVLTG用BFE命令CURR注：用單元PLANE53建模，外加電壓不受外界環(huán)境影響。DOF:AZ材料特性：MUr(MURX)B-H曲線(xiàn)(TB命令),rho(RSVX)實(shí)常數(shù)：VELOX,VELOY,OMEGAZ,XLOC,YLOC注：運(yùn)動(dòng)物體不允許在空間上有“材料”的改變。PLANE13和PLANE53單元表示所有的內(nèi)部區(qū)域，包括鐵區(qū)，導(dǎo)電區(qū)，永磁體區(qū)和空氣等。分頁(yè)模擬一個(gè)平面無(wú)邊界問(wèn)題2節(jié)點(diǎn)邊界元INFIN9或4/8節(jié)點(diǎn)邊界元INFIN110。INFIN9或INFIN110能模擬磁場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)衰減，而且相對(duì)于給定磁流平行或垂直邊界條件而言，遠(yuǎn)場(chǎng)單元可得到更好的計(jì)算結(jié)果。PLANE53有如下KEYOPTs：KEYOPT（1）選擇單元自由度KEYOPT（2）指定單元采用通用速度方程還是不計(jì)速度效應(yīng)KEYOPT（3）設(shè)定平面或軸對(duì)稱(chēng)選擇KEYOPT（4）設(shè)置單元坐標(biāo)系類(lèi)型KEYOPT（5）說(shuō)明單元結(jié)果打印輸出選項(xiàng)KEYOPT（7）保存磁力，用以與有中間節(jié)點(diǎn)或無(wú)中間節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行耦合每種單元類(lèi)型具有不同的KEYOPT設(shè)置，同一個(gè)KEYOPT對(duì)不同的單元含義也不一樣。KEYOPT（1）一般用于控制附加自由度的采用，這些附加自由度用來(lái)模擬求解區(qū)間內(nèi)不同的物理區(qū)域（例如，絞線(xiàn)導(dǎo)體、大導(dǎo)體、電路耦合導(dǎo)體等）。關(guān)于KEYOPT設(shè)置的詳細(xì)情況參見(jiàn)《ANSYS單元手冊(cè)》。設(shè)置單元關(guān)鍵選項(xiàng)的方式如下：命令：ETKEYOPTGUI：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/delete定義單元坐標(biāo)系（迭片材料），或者永磁材料的極性是任意的，那么定義完單元（缺省為全局笛卡爾坐標(biāo)系）部坐標(biāo)系（通過(guò)原點(diǎn)坐標(biāo)及方向角來(lái)定義），方式如下：命令：LOCALGUI:UtilityMenu>WorkPlane>LocalCoordinateSystems>CreateLocalCS>AtSpecifiedLoc局部坐標(biāo)系可以是笛卡爾坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系（圓或橢圓）、球坐標(biāo)系或環(huán)形坐標(biāo)系。一指針的方式如下：命令：ESYSGUI:MainMenu>Preprocessor>-Attributes-Define>DefaultAttribsMainMenu>Preprocessor>Create>Elements>ElemAttributesMainMenu>Preprocessor>Operate>Extrude/Sweep定義單元實(shí)常數(shù)和單位制單元實(shí)常數(shù)和單元類(lèi)型密切相關(guān)，用Ｒ族命令（如R,RMODIF等）或其相應(yīng)菜單路徑應(yīng)等。當(dāng)定義實(shí)常數(shù)時(shí)，要遵守如下二個(gè)規(guī)則：必須按次序輸入實(shí)常數(shù)，詳見(jiàn)《ANSYS單元手冊(cè)》中的列表。對(duì)于多單元類(lèi)型模型，每種單元采用獨(dú)立的實(shí)常數(shù)組（即不同的REAL參考號(hào)）。但是，一個(gè)單元類(lèi)型可注明幾個(gè)實(shí)常數(shù)組。命令：RGUI：MainMenu>Preprocessor>RealConstants系統(tǒng)缺省的單位制是MKS制（米－安培－秒），你可以改變成你所習(xí)慣的一種新的單位制，但載壓導(dǎo)體或電路耦合的導(dǎo)體必須使用MKS單位制。一旦選用了一種單位制，以后所有的輸入均要按照這種單位制。命令：EMUNITGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>ElectromagUnits根據(jù)所選定的單位制μ

＝-H/（在MKS制中或

＝EMUNIT00命令（或其等效的圖形用戶(hù)界面路徑）定義的值。00定義材料特性你的模型中可以有下列一種或多種材料區(qū)域：空氣（自由空間），導(dǎo)磁材料，導(dǎo)電區(qū)和永磁區(qū)。每種材料區(qū)都要輸入相應(yīng)的材料特性。材料Copper（銅）M3steel（鋼）材料Copper（銅）M3steel（鋼）鋼）SA1010steel（鋼）Carpentersteel（硅鋼）材料性質(zhì)文件emagCopper.SI_MPLemagM3.SI_MPLemagM54.SI_MPLemagSa1010.SI_MPLemagSilicon.SI_MPLIronCobaltVanadiumsteel（鐵－鈷－釩－鋼）emagVanad.SI_MPL該表中銅的材料性質(zhì)定義有與溫度有關(guān)的電阻率和相對(duì)導(dǎo)磁率定義為B－H曲線(xiàn)。對(duì)于列表中的材料，在A(yíng)NSYS材料庫(kù)內(nèi)定義的都是典型性質(zhì)，而且已外推到整個(gè)高飽和區(qū)。你所需的實(shí)際材料值可能與ANSYS材料庫(kù)提供值有所不同，因此，必要時(shí)可修正所用ANSYS材料庫(kù)文件以滿(mǎn)足用戶(hù)所需。分頁(yè)訪(fǎng)問(wèn)材料庫(kù)文件：下面介紹讀寫(xiě)材料庫(kù)文件的基本過(guò)程。詳細(xì)參見(jiàn)《ANSYS入門(mén)指南》和《ANSYS基本過(guò)程手冊(cè)》。讀材料庫(kù)文件，進(jìn)行以下操作：如果你還沒(méi)有定義好單位制，用/UNITS命令定義。注意：缺省單位制為MKS,GUI列表只列出當(dāng)前被激活單位制的材料庫(kù)文件。定義材料庫(kù)文件所在的路徑。（你需要知道系統(tǒng)管理員放置材料庫(kù)文件的路徑）命令：/MPLIB,read,pathdataGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary>LibraryPath將材料庫(kù)文件讀入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。命令：MPREAD,filename,,,LIBGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary>ImportLibraryMainMenu>Preprocessor>Loads>-LoadStepOpts-Other>ChangeMatProps>MaterialLibrary>ImportLibrary寫(xiě)材料庫(kù)文件，進(jìn)行以下操作：用MP命令或菜單MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Isotropic編輯材料性質(zhì)定義，然后將改后的材料特性寫(xiě)回到材料庫(kù)文件當(dāng)中去。在前處理器中執(zhí)行下列命令：命令：MPWRITE,filename,,,LIB,MATGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary>ExportLibrary定義材料屬性和實(shí)常數(shù)的一般原則“2-D諧波（AC）分析”中也詳細(xì)描述了模型中需要設(shè)定的一些特殊區(qū)域?？諝猓?.0。命令：MP,murxGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>Material Models>Electromagnetics>RelativePermeability>Constant導(dǎo)磁材料區(qū)：說(shuō)明B-H曲線(xiàn)，可以從庫(kù)中讀出，也可以自己輸入。命令：MPREAD,filename,…GUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary>ImportLibrary命令：TB,TBPTGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>BHCurve*B-H曲線(xiàn)必須要遵守的規(guī)則：1.B與HB隨H1B-H曲線(xiàn)缺省通過(guò)原點(diǎn)，即（0，0）點(diǎn)不輸入。用下面的命令驗(yàn)證B-H曲線(xiàn)：命令：TBPLOTGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>BHCurveANSYS程序根據(jù)B-H曲線(xiàn)自動(dòng)計(jì)算n-B2曲線(xiàn)（n為磁阻率），它應(yīng)該是光滑且連續(xù)的，可用TBPLOT1所示。B-H曲線(xiàn)應(yīng)覆蓋材料的全部工作范圍，確保足夠多的數(shù)據(jù)點(diǎn)以完整描述曲線(xiàn)．如果需要超出B-H曲線(xiàn)的點(diǎn)，程序按斜率不變自動(dòng)進(jìn)行外延處理，你可以如下改變X-軸的范圍并用TBPLOT命令畫(huà)圖來(lái)觀(guān)察其外推情況。命令：/XRANGEGUI:UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Graphs其他原則：rm（可以是各向同性或各向異性。r命令：MP,murxGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>RelativePermeability>Constant如果對(duì)同一種材料既定義了非線(xiàn)性的B-H曲線(xiàn)，又定義了相對(duì)磁導(dǎo)率，ANSYS將只使用其相對(duì)磁導(dǎo)率。各向異性材料的相對(duì)磁導(dǎo)率可用MP命令的MURX、MURY、MURZ域來(lái)分別進(jìn)行定義，聯(lián)合使用B-H曲線(xiàn)和相對(duì)磁導(dǎo)率可定義正交各向異性材料的其中一個(gè)方向的非線(xiàn)性行為（如疊片鐵磁材料）。要在材料的某個(gè)方向上定義B-H曲線(xiàn)，只需將該方向上的相對(duì)磁導(dǎo)率定義為零即可。例如，假設(shè)對(duì)材料2定義了B-H曲線(xiàn)，而只希望該B-H曲線(xiàn)作用在材料的Y軸上，而材料的X軸和Z1000，則可按如下步驟完成mp,murx,2,1000mp,mury,2,0!readB-Hcurveformaterial2mp,murz,2,1000分頁(yè)源導(dǎo)體區(qū)：源導(dǎo)體即連有外部電流“發(fā)生器”（提供穩(wěn)恒電流）的導(dǎo)體，當(dāng)你要計(jì)算焦耳熱損耗時(shí)需說(shuō)明它的電阻率，電阻率可以是各向同性或正交各向異性。命令：MP,rsvxGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>Resistivity>Isotropic在靜態(tài)分析中，阻抗僅僅用于損耗計(jì)算。運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體區(qū)域：對(duì)一個(gè)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體進(jìn)行分析（速度效應(yīng)），要規(guī)定各向同性電阻率（以上所示方法）。動(dòng)體，亦即運(yùn)動(dòng)“材料”2所示的兩種情況：·第一種情況，一個(gè)實(shí)體轉(zhuǎn)子繞軸以一個(gè)不變速率旋轉(zhuǎn)?！さ诙N情況，一個(gè)“無(wú)限”長(zhǎng)導(dǎo)體以不變的速度平移。“槽”就表示了旋轉(zhuǎn)體在材料上不連續(xù)。另外，有限寬的平移導(dǎo)體在磁場(chǎng)中移動(dòng)也不能考慮速等。靜態(tài)分析要求輸入運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體的平移速度或旋轉(zhuǎn)速率實(shí)常數(shù)來(lái)定義。速度效應(yīng)通過(guò)單元關(guān)鍵選項(xiàng)來(lái)激活，而且只有PLANE53單元有此功能。運(yùn)動(dòng)體分析的實(shí)常數(shù)有：·VELOX，VELOY—在總體直角座標(biāo)系的XY方向上的速度分量?！MEGAZ—關(guān)于總體直角座標(biāo)系Z軸的角(旋轉(zhuǎn))速度(以周/秒(HZ)表示)。·XLOC，YLOC—轉(zhuǎn)動(dòng)中心點(diǎn)在總體直角座標(biāo)系上的X、Y坐標(biāo)值。運(yùn)動(dòng)體電磁分析問(wèn)題的分析結(jié)果精度與網(wǎng)格的精細(xì)程度、磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率和速度相關(guān)，可用磁雷諾數(shù)（ReynoldsNumber）來(lái)表示：M＝μvd/ρre式中μ為磁導(dǎo)率、ρ為電阻率、v為速度、d為導(dǎo)體有限元單元的特征長(zhǎng)度（沿運(yùn)動(dòng)方向），磁雷諾數(shù)只在靜態(tài)或瞬態(tài)分析中有意義。運(yùn)動(dòng)方程只是在磁雷諾數(shù)相對(duì)小時(shí)才有效和精確，典型量級(jí)為1.0，高雷諾數(shù)時(shí)精度隨度引起的電流，即速度電流密度（JVZ）。永磁區(qū)：需要說(shuō)明永磁體的退磁B-H曲線(xiàn)（如果是線(xiàn)性，可用相對(duì)導(dǎo)磁率）和磁矯頑力矢量(MGXX,MGYYMGZZ)。命令：MPGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>BHCurve退磁B-H曲線(xiàn)通常在第二象限，但需按第一象限輸入，在輸入的H值中要增加一個(gè)＂偏移量＂Hc（定義如下），3顯示了實(shí)際退磁曲線(xiàn)和ANSYS退磁曲線(xiàn)的差別。Hc為矯頑力矢量的幅值，矯頑力矢量常和單元坐標(biāo)系一起定義永磁體的極化軸方向。分頁(yè)下面例題所示為一個(gè)條形磁體在總體坐標(biāo)X－Y平面內(nèi)處于與X軸呈300夾角的軸線(xiàn)上,磁體單元被假定賦予一個(gè)局部單元座標(biāo)系，該局部坐標(biāo)系的X軸與極化方向一致。本例還展示了磁體退磁特性和相應(yīng)的材料性質(zhì)輸入。/PREP7HC=3000!矯頑力BR=4000!剩磁感應(yīng)強(qiáng)度THETA=30!永磁體極性方向*AFUN,DEG!角度以度表示MP,MGXX,2,HC!矯頑力X分量!B-H曲線(xiàn):TB,BH,2!2的B－H曲線(xiàn)TBPT,DEFI,-3000+HC,0!偏移后的B－H曲線(xiàn)TBPT,,-2800+HC,500!第一點(diǎn)“DEFI”省TBPT,,-2550+HC,1000TBPT,,-2250+HC,1500TBPT,,-2000+HC,1800TBPT,,-1800+HC,2000TBPT,,-1350+HC,2500TBPT,,-900+HC,3000TBPT,,-425+HC,3500TBPT,,0+HC,4000TBPLOT,BH,2!繪制B－H曲線(xiàn)4展示了在第一象限內(nèi)創(chuàng)建的永磁體B－HANSYS*AFUN、MP、TB、TBPLOT等命令有更詳細(xì)的描述。聯(lián)合使用一條B－H曲線(xiàn)和正交相對(duì)磁導(dǎo)率，可以描述非線(xiàn)性正交材料（疊片結(jié)構(gòu)）。在每一個(gè)相對(duì)磁導(dǎo)率為零的單元坐標(biāo)系方向上，ANSYS將使用該B-H曲線(xiàn)。分頁(yè)載壓絞線(xiàn)圈：對(duì)載壓絞線(xiàn)圈，要定義電阻率。按如下方式定義：命令：MP,rsvxGUI:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels>Electromagnetics>Resistivity>Isotropic絞線(xiàn)圈是按＂Ｎ＂形纏繞的單股連續(xù)型線(xiàn)圈，如下圖圖5所示。對(duì)這樣的線(xiàn)圈要定義各向同性（且只能是各向同性）電阻值。載壓絞線(xiàn)圈只能用PLANE53單元來(lái)建模，還需要定義下列實(shí)常數(shù):CARE 線(xiàn)圈橫截面積。無(wú)論對(duì)稱(chēng)性如何，此常數(shù)代表絞線(xiàn)型線(xiàn)圈的實(shí)際物理面積。TURN 線(xiàn)圈總匝數(shù)。無(wú)論對(duì)稱(chēng)性如何，此常數(shù)代表絞線(xiàn)型線(xiàn)圈的實(shí)際總匝數(shù)。LENG Z-方向上線(xiàn)圈長(zhǎng)度。在2-D平面分析中，此常數(shù)代表線(xiàn)圈的實(shí)際長(zhǎng)度。DIRZ 電流方向，詳見(jiàn)單元手冊(cè)對(duì)PLANE53的描述。FILL 電阻值（還可以用它來(lái)“調(diào)正”線(xiàn)圈電阻值）。建模，分網(wǎng)，指定特性建模過(guò)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(lèi)型、選項(xiàng)、單元坐標(biāo)系、實(shí)常數(shù)和材料性質(zhì)等，參見(jiàn)“（－）建立物理環(huán)境”部分。通過(guò)GUI為模型中的各區(qū)賦予特性：MainMenu>Preprocessor>-Attributes->Define>PickedAreas點(diǎn)擊模型中要選定的區(qū)域。在對(duì)話(huà)框中為所選定的區(qū)域說(shuō)明材料號(hào)、實(shí)常數(shù)號(hào)、單元類(lèi)型號(hào)和單元坐標(biāo)系號(hào)。重復(fù)這些步驟，直至處理完所有區(qū)域。通過(guò)命令為模型中的各區(qū)賦予特性：ASEL（選擇模型區(qū)域）MAT（說(shuō)明材料號(hào)）REAL（說(shuō)明實(shí)常數(shù)組號(hào)）TYPE（指定單元類(lèi)型號(hào)）ESYS（說(shuō)明單元坐標(biāo)系號(hào)）指定完畢各區(qū)域特性后ANSYS施加邊界條件和載荷既可以給實(shí)體模型（關(guān)鍵點(diǎn)、線(xiàn)、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(guò)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MainMenu>Solution>－Load－>Apply>－MagnetiANSYS然后選擇合理的類(lèi)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--VectorPoten-OnKeypointsOnNodesOnLinesOnNodes-FluxNormal-OnLinesOnNodes

-Excitation--CurrDensity-OnKeypointsOnNodesOnElementsVoltageDrop

-Flag-Comp.ForceOnLinesOnAreasOnNodes

-Other-OnKeypointsOnNodes-MaxwellSurf-OnLinesOnAreasOnNodes-VirtualDisp-OnKeypointsOnNodes例如，施加電流密度到單元上，GUI路徑如下：GUI：MainMenu>Preprocessor>-Loads->Apply>-Magnetic->-Excitation->-CurrDensity->OnElements在菜單上你可以見(jiàn)到列出的其他載荷類(lèi)型或載荷，假如它們呈灰色，就意味著在2-D靜態(tài)分析中不能加該載荷，或該單元類(lèi)型的KEYOPT選項(xiàng)設(shè)置不合適。另外，也可以通過(guò)ANSYS命令來(lái)輸入載荷。要列出已存在的載荷，方式如下:GUI:UtilityMenu>List>Loads>loadtype下面將詳細(xì)描述可以施加的各種載荷：分頁(yè)邊界條件磁矢量位(AZ)邊界條件磁力AZ值邊界條件磁力AZ值線(xiàn)不需要（自然邊界條件，自然滿(mǎn)足）垂直磁力說(shuō)明AZ=0，用D命令或GUI路徑Main線(xiàn)Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary>-Vector平PotenFluxPar-nLinesorOnNodes行遠(yuǎn)用遠(yuǎn)場(chǎng)單元INFIN9（只用于平面分析）和INFIN110場(chǎng)PERBC2D宏在節(jié)點(diǎn)上創(chuàng)建奇對(duì)稱(chēng)或偶對(duì)稱(chēng)周期性邊界條件，或用GUIMain性性Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary>-VectorPoten-PeriodicBCs。外部AZ等于一非零值。用GUI路徑Main強(qiáng)Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary>-Vector加PotenFluxPar-nLines/OnNodes磁場(chǎng)磁力線(xiàn)平行邊界條件強(qiáng)制磁力線(xiàn)平行于表面。磁力線(xiàn)垂直邊界條件強(qiáng)制磁力線(xiàn)垂直于表面，是自然邊界條件，自然得到滿(mǎn)足。使用遠(yuǎn)場(chǎng)單元INFIN9和INFIN110來(lái)表示模型的無(wú)限邊界時(shí)，無(wú)需說(shuō)明遠(yuǎn)場(chǎng)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(lái)定義周期性邊界條件。對(duì)于外部強(qiáng)加磁場(chǎng)，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(guó)際單位制中JS22-D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(chēng)分析中正值表示電流向-Z方向。命令：BFEGUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation-CurrDensity-OnElements詳細(xì)情況參見(jiàn)《ANSYS命令手冊(cè)》。BFABFTRAN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)MKSAZCURR自由度的PLANE53（參見(jiàn)PLANE53單元的KEYOPT(1)選項(xiàng)（VLTG）載荷。電壓降可使用BFEBFABFTRAN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)镃URR表示線(xiàn)圈每匝的電流，而線(xiàn)圈中的電流值是唯一的，所以加載前必須將線(xiàn)圈所有節(jié)點(diǎn)的CURR自由度耦合起來(lái)（否則將導(dǎo)致求解錯(cuò)誤）。用下列方式進(jìn)行：命令：CPGUI:MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs施加標(biāo)志力標(biāo)志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?chē)?，至少要包圍一層空氣單元。?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,CnamGUI：MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Flag>Comp.Force/TorqFMAGBCTORQSUM宏命令，就可以列出力和力矩的結(jié)果。無(wú)限表面標(biāo)志(INF)（代表物理模型最邊緣的單元）的標(biāo)志。其他加載電流段(CSGX)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流。關(guān)于在節(jié)點(diǎn)上分布式加載的詳細(xì)討論參見(jiàn)《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(chǎng)力分布的計(jì)算。flag選項(xiàng)中選擇MXWF就行了。MaxwellANSYSMaxwell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后處理析中?？梢酝瑫r(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。Maxwell面的作用相同，只不過(guò)用的是虛功方法。在感興趣區(qū)的所有節(jié)點(diǎn)上說(shuō)明MVDI=1.0，在鄰近的空氣區(qū)節(jié)點(diǎn)上說(shuō)明MVDI=0.0(缺省設(shè)置)。也可以說(shuō)明MVDI>1.0，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。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。分頁(yè)求解2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析求解的基本過(guò)程。定義分析類(lèi)型在定義分析類(lèi)型和分析將用的方程求解器前，要先進(jìn)入SOULUTION求解器。命令：/SOLUGUI:MainMenu>Solution說(shuō)明分析類(lèi)型，用下列方式：·GUI：選擇MainMenu>Solution>NewAnalysis并選擇static?！と绻切碌姆治?，使用命令A(yù)NTYPE，STATIC,NEW.如果是需要重啟動(dòng)一個(gè)分（重啟動(dòng)一個(gè)未收斂的求解過(guò)程ANTYPE,STATIC,REST。如果先前分析的結(jié)果文件Jobname.EMAT,Jobname.ESAV,Jobname.DB2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析。定義分析選項(xiàng)你可選擇下列任何一種求解器：·Sparsesolver·Frontalsolver缺省值)·JacobiConjugateGradient(JCG)solver·JCGout-of-memorysolver·IncompleteCholeskyConjugateGradient(ICCG)solver·PreconditionedConjugateGradientsolver(PCG)·PCGout-of-memorysolver用下列方式選擇求解器：命令：EQSLVGUI:MainMenu>Solution>AnalysisOptions2－D模型，推薦用Sparsesolver和Frontalsolver求解器。對(duì)于非常大的模型，JCGPCG求解器可能會(huì)更有效。載壓模型或包括了速度效應(yīng)的模型會(huì)產(chǎn)生不對(duì)稱(chēng)矩陣，只能用Sparse、FrontalICCG求解器求解。載流模型只能用Sparse或Frontal求解器。要計(jì)算微分自感矩陣和連接所有線(xiàn)圈的總通量(LMATRIX)frontal求解器。備份數(shù)據(jù)庫(kù)用工具條中的SAVE_DB按鈕來(lái)備份數(shù)據(jù)庫(kù)，如果計(jì)算機(jī)出錯(cuò)，可以方便地恢復(fù)需要的模型數(shù)據(jù)?；謴?fù)模型時(shí)，重新進(jìn)入ANSYS，用下面的命令：命令：RESUMEGUI:UtilityMenu>File>ResumeJobname.db開(kāi)始求解對(duì)于非線(xiàn)性分析，采用二步順序求解：35子載荷步內(nèi)讓載荷斜坡變化，每一子步只有一個(gè)平衡迭代。510次平衡迭代。用下面方式定義：命令：MAGSOLV(OPT域設(shè)為0)GUI:MainMenu>Solution>Electromagnet>Opt&Solv17章“其他分析選項(xiàng)和求解方法”。收斂圖形跟蹤進(jìn)行非線(xiàn)性電磁分析時(shí)，ANSYS在每次平衡迭代都計(jì)算收斂范數(shù)，并與相應(yīng)的收斂標(biāo)準(zhǔn)比較。求解時(shí)，在批處理和交互式方式中，圖形求解跟蹤（GST）特性都要顯示計(jì)算的收斂范數(shù)和收斂標(biāo)準(zhǔn)。在交互式時(shí)，缺省為圖形求解跟蹤（GST）打開(kāi)，批處理運(yùn)行時(shí)，GST關(guān)閉。用下列方法之一，GST可打開(kāi)或關(guān)閉：命令：/GSTGUI：MainMenu>Solution >OutputCtrls>GrphSoluTrack7是一個(gè)典型的GST圖形。完成求解命令：FINISHGUI:MainMenu>Finish計(jì)算電感矩陣和總的磁鏈LMATRIX宏可計(jì)算系統(tǒng)的差分電感矩陣和每個(gè)線(xiàn)圈中的總磁鏈。方式如下：命令：LMATRIXGUI：MainMenu>Solution>Electromagnet>-StaticAnalysis->InductMatrix計(jì)算多線(xiàn)圈系統(tǒng)的微分電感矩陣和每個(gè)線(xiàn)圈中的總磁鏈需要多個(gè)處理步驟圈單元指定部件名，定義名義電流，然后用Frontal求解器對(duì)一工作點(diǎn)進(jìn)行名義求解，詳見(jiàn)11章“磁宏”和《ANSYS理論手冊(cè)》。分頁(yè)觀(guān)察結(jié)果ANSYS和ANSYS/Emag程序?qū)⒂?jì)算結(jié)果貯存到結(jié)果文件Jobname.RMG中去，其中包括：主數(shù)據(jù)：節(jié)點(diǎn)自由度(AZ,CURR)導(dǎo)出數(shù)據(jù)：節(jié)點(diǎn)磁通密度(BX,BY,BSUM)節(jié)點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度(HX,HY,HSUM)節(jié)點(diǎn)磁力(FMAG,分量X,Y,SUM)單元源電流密度(JSZ)單元速度電流密度(JVZ)單位體積內(nèi)的焦耳熱(JHEAT),等等單元手冊(cè)中》?？稍谕ㄓ煤筇幚砥髦杏^(guān)看處理結(jié)果。命令：/POST1GUI:MainMenu>GeneralPostproc下面“從結(jié)果文件中讀入數(shù)據(jù)”處理操作的描述，請(qǐng)參見(jiàn)《ANSYS基本過(guò)程指南》。從結(jié)果文件中讀入數(shù)據(jù)若希望在POST1后處理器中查看結(jié)果，進(jìn)行求解后的模型數(shù)據(jù)庫(kù)必須存在。同時(shí)，結(jié)果文件Jobname.RMG也應(yīng)該存在。方式如下：命令：SETGUI:UtilityMenu>List>Results>LoadStepSummary如果模型不在數(shù)據(jù)庫(kù)中，需用RESUME命令后再用SET命令或其等效路徑讀入需要的數(shù)據(jù)集。命令：RESUMEGUI:UtilityMenu>File>ResumeJobname.dbLIST間點(diǎn)的結(jié)果數(shù)據(jù)集。如果輸入時(shí)刻的數(shù)據(jù)集不存在，ANSYS利用相鄰結(jié)果數(shù)據(jù)集進(jìn)行線(xiàn)性?xún)?nèi)插得到該時(shí)刻的數(shù)據(jù)。磁力線(xiàn)磁力線(xiàn)表示AZ（“AZ×半徑”為連續(xù)常數(shù)的線(xiàn)。命令：PLF2DGUI:UtilityMenu>Plot>Results>FluxLines等值線(xiàn)（（JTZ）。命令：PLNSOLPLESOLGUI:UtilityMenu>Plot>Results>ContourPlot>ElemSolutionUtilityMenu>Plot>Results>ContourPlot>NodalSolution注意：（如磁通密度和磁場(chǎng)強(qiáng)度的節(jié)點(diǎn)等值線(xiàn)顯示的是在節(jié)點(diǎn)上作平均后的數(shù)據(jù)。在PowerGraphics模式（缺省值）下，可以觀(guān)察不連續(xù)材料任何位置的節(jié)點(diǎn)平均值。通過(guò)下列方式打開(kāi)PowerGraphics模式：命令：/GRAPHICS,POWERGUI：UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Hidden-LineOptions.矢量顯示矢量顯示(不要與矢量模式混淆)可以方便地觀(guān)看一些矢量（如B,HFMAG）的大小和方向。命令：PLVECTGUI:UtilityMenu>Plot>Results>VectorPlot對(duì)于矢量列表顯示，使用下列方式：命令：PRVECTGUI:UtilityMenu>List>Results>VectorPlot表格顯示在列表顯示之前，可先對(duì)結(jié)果進(jìn)行按節(jié)點(diǎn)或按單元排序：命令：ESORTNSORTGUI:MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>SortNodesMainMenu>GeneralPostproc>ListResults>SortElems然后再進(jìn)行列表顯示：命令：PRESOLPRNSOLPRRSOLGUI:MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ElementSolutionMainMenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolutionMainMenu>GeneralPostproc>ListResults>ReactionSolu分頁(yè)磁力ANSYS可計(jì)算三種磁力：· 洛倫茲力(J′B力)PRNSOL,fmag命令對(duì)這些單元力進(jìn)行列表。也可進(jìn)行求和，首先，將這些單元力移入到單元表中：命令：ETABLE,tablename,fmag,x(y)GUI:MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable然后，對(duì)單元表進(jìn)行求和：命令：SSUMGUI: MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>SumofEachItem對(duì)于需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)計(jì)算的組件，在該部件上標(biāo)記了Maxwell面和虛功力標(biāo)志后，可用FMAGBC宏很方便地求和：命令：FMAGSUMGUI: MainMenu>GeneralPostproc>Elec&MagCalc>-2Dand3D-Comp.Force· Maxwell力MXWF標(biāo)志的面，可計(jì)算Maxwell力。對(duì)Maxwell力進(jìn)行列表（首先選擇所有單元，然后在執(zhí)行如下命令或GUI）：命令：PRNSOL,fmagGUI:Mainmenu>GeneralPostproc>ListResults>NodalSolution再如洛倫茲力中所述，將這些力求和可得到表面上合力。虛功力定義感興趣組件附近的空氣單元為MVDI，可以計(jì)算虛功力。要獲取這些力，請(qǐng)選擇這些空氣單元，然后利用單元的NMISC記錄，用ETABLE命令按順序號(hào)（snum）存儲(chǔ)這些力。命令：ETABLE,tablename,nmisc,snumGUI:MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable一旦將數(shù)據(jù)移入到數(shù)據(jù)表中后PRETABSSUM命令求和。PLESOLPRESOL命令根據(jù)NMISC號(hào)訪(fǎng)問(wèn)結(jié)果文件。命令：PRETABGUI:MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>ListElemTable再如洛倫茲力中所述，將這些力求和可得到表面上合力。力矩ANSYS可計(jì)算三種磁力矩：洛倫茲力矩(J′B力矩)程序自動(dòng)對(duì)所有的載流單元進(jìn)行力矩計(jì)算，選擇這些載流單元后用ETABLE命令（或者其等效GUI路徑）加上單元力矩值的序列號(hào)（NMISC記錄），將這些單元力矩移入到單元表中（參見(jiàn)《ANSYS4.13-34.53-3）：命令：ETABLE,tablename,NMISC,snumGUI:MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>DefineTable當(dāng)力矩移動(dòng)到單元表后，可以用下列方式列出力矩值：命令：PRETABGUI：MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>ListElemTable也可以用PLESOL和PRESOL命令加上NMISC號(hào)列出結(jié)果。對(duì)單元表進(jìn)行求和，得到總力矩：命令：SSUMGUI: MainMenu>GeneralPostproc>ElementTable>SumofEachItemMaxwell力矩ANSYS自動(dòng)對(duì)定義了“Maxwell表面”標(biāo)志“MXWF”MaxwellFMAGBC過(guò)下面的命令或菜單方便地獲取力矩值：命令：TORQSUMGUI：MainMenu>GeneralPostproc>Elec&MagCalc>-2D-Comp.Torque虛功力矩對(duì)于那些在感興趣部件相鄰區(qū)域設(shè)定了MVDI標(biāo)記的一層空氣單元，ANSYS自動(dòng)計(jì)算其虛功力矩，其求解力矩的過(guò)程與求解洛倫茲力矩的過(guò)程一樣。如果通過(guò)FMAGBC將力設(shè)定為邊界條件，則可通過(guò)下面的命令或菜單方便地獲取力矩值：命令：TORQSUMGUI：MainMenu>GeneralPostproc>Elec&MagCalc>-2D-Comp.Torque線(xiàn)圈電阻及電感程序可以計(jì)算載壓或載流絞線(xiàn)圈的電阻及電感。每個(gè)單元中都有線(xiàn)圈的電阻及電感值，ETABLE,tablename,NMISC,n（n8表示電阻，n9表示電感。SSUM命令或其等效路徑進(jìn)行求和。對(duì)于載壓線(xiàn)圈（PLANE53的KEYOPT(1)=2）或電路耦合線(xiàn)圈（PLANE53的KEYOPT(1)=3）所計(jì)算的電感值僅在下列情況有效：·線(xiàn)性問(wèn)題（導(dǎo)磁系數(shù)為常數(shù)）；·模型沒(méi)有永磁體；·模型只有一個(gè)線(xiàn)圈。由多線(xiàn)圈組成的系統(tǒng)采用LMATRIX宏來(lái)計(jì)算電感矩陣和每個(gè)線(xiàn)圈的總磁鏈LMATRIX11章。計(jì)算其它感興趣的項(xiàng)目在后處理中，可以根據(jù)可用的結(jié)果數(shù)據(jù)，計(jì)算很多感興趣的量（如總力、力矩、源輸入能量、電感、磁鏈、終端電壓等），ANSYS命令集支持下列宏用于各種計(jì)算：·CURR2D2-D導(dǎo)體中的電流·EMAGERR宏：計(jì)算靜電場(chǎng)或靜磁場(chǎng)分析中的相對(duì)誤差·FLUXV宏：計(jì)算通過(guò)閉合回路的磁通量·FMAGSUM宏：計(jì)算作用到單元組元上的合力·FOR2D宏：計(jì)算作用到導(dǎo)體上的磁力·MMF宏：計(jì)算沿某指定路徑的電動(dòng)勢(shì)降·PLF2D宏：生成等位線(xiàn)·SENERGY宏：計(jì)算模型中的磁場(chǎng)貯能和共能·TORQ2D宏：計(jì)算磁場(chǎng)作用到導(dǎo)體上的扭矩·TORQC2D宏：在一個(gè)圓形路徑上計(jì)算磁場(chǎng)作用到導(dǎo)體上的扭矩·TORQSUM宏：在單元部件上對(duì)二維平面問(wèn)題的Maxwell和虛功力矩進(jìn)行求和計(jì)算11章對(duì)“磁宏”的描述。分頁(yè)算例 2-D螺線(xiàn)管致動(dòng)器內(nèi)靜態(tài)磁場(chǎng)的分析（GUI方式）問(wèn)題描述把螺線(xiàn)管致動(dòng)器作為2-D（螺線(xiàn)管致動(dòng)器的運(yùn)動(dòng)部分）的受力情況和線(xiàn)圈電感。螺線(xiàn)管致動(dòng)器如圖8所示。參數(shù)說(shuō)明：參數(shù)參數(shù)n=650I=1.0ta=.75tb=.75tc=.50td=.75wc=1hc=2gap=.25space=.25ws=wc+2*spacehs=hc+.75w=ta+ws+tchb=tb+hsh=hb+gap+tdacoil=wc*hcjdens=n*i/acoil說(shuō)明線(xiàn)圈匝數(shù)，在后處理中用每圈電流磁路內(nèi)支路厚度磁路下支路厚度磁路外支路厚度銜鐵厚度線(xiàn)圈寬度線(xiàn)圈高度間隙線(xiàn)圈周?chē)臻g模型總寬度模型總高度線(xiàn)圈面積線(xiàn)圈電流密度處理方法和假設(shè)解。為簡(jiǎn)化分析，模型周?chē)F區(qū)的磁漏假設(shè)為很小，在法向條件下，可以在模型周?chē)苯佑每諝鈦?lái)模擬漏磁影響?！癴luxparall緣邊界條件。對(duì)于穩(wěn)態(tài)（DC）電流，可以以輸入線(xiàn)圈面上的電流密度的形式輸入電流。ANSYS的APDL可以通過(guò)線(xiàn)圈匝數(shù)、每圈電流、線(xiàn)圈面積計(jì)算電流密度。銜鐵被專(zhuān)門(mén)標(biāo)記出來(lái)，以便于進(jìn)行磁力計(jì)算。后處理中，用Maxwell應(yīng)力張量方法和虛功方法分別處理電樞的受力，還得到了磁場(chǎng)強(qiáng)度及線(xiàn)圈電感等數(shù)據(jù)。注意：2-D分析中的一個(gè)，不是所有分析都按相同的步驟和順序進(jìn)行。要根據(jù)材料特性或被分析的材料與周?chē)鷹l件的關(guān)系來(lái)決定要進(jìn)行的分析步驟。GUI實(shí)現(xiàn)關(guān)于GUI方式的詳細(xì)過(guò)程，參見(jiàn)ANSYS程序中自帶的《ANSYSTutorials》。命令流實(shí)現(xiàn)!/batch,list/PREP7/TITLE,2DSolenoidActuatorStaticAnalysisET,1,PLANE53!DefinePLANE53aselementtypeKEYOPT,1,3,1!UseaxisymmetricanalysisoptionMP,MURX,1,1!Definematerialproperties(permeability)MP,MURX,2,1000!PermeabilityofbackironMP,MURX,3,1!PermeabilityofcoilMP,MURX,4,2000!Permeabilityofarmature/com,!Setparametervaluesforanalysisn=650!Numberofcoilturnsi=1.0!Currentperturndimensions(centimeters)tb=.75tc=.50td=.75wc=1hc=2gap=.25space=.25ws=wc+2*spacehs=hc+.75w=ta+ws+tchb=tb+hsh=hb+gap+tdacoil=wc*hc!Cross-sectionareaofcoil(cm**2)jdens=n*i/acoil!Currentdensity(A/cm**2)/PNUM,AREA,1RECTNG,0,w,0,tb!CreaterectangularareasRECTNG,0,w,tb,hbRECTNG,ta,ta+ws,0,hRECTNG,ta+space,ta+space+wc,tb+space,tb+space+hcAOVLAP,ALLRECTNG,0,w,0,hb+gapRECTNG,0,w,0,hAOVLAP,ALLNUMCMP,AREA!CompressoutunusedareanumbersAPLOTASEL,S,AREA,,2!AssignattributestocoilAATT,3,1,1,0ASEL,S,AREA,,1!AssignattributestoarmatureASEL,A,AREA,,12,13AATT,4,1,1ASEL,S,AREA,,3,5!AssignattributestobackironASEL,A,AREA,,7,8AATT,2,1,1,0/PNUM,MAT,1!TurnmaterialnumbersonALLSEL,ALLAPLOT!PlotareasSMRTSIZE,4!Set smartsizemeshinglevel4(fine)AMESH,ALL!MeshallareasESEL,S,MAT,,4!SelectarmatureelementsCM,ARM,ELEM!DefinearmatureasacomponentFMAGBC,"ARM"!ApplyforceboundaryconditionstoarmatureALLSEL,ALLARSCAL,ALL,,,.01,.01,1,,1!ScalemodeltoMKS(meters)FINISH/SOLUESEL,S,MAT,,3!SelectcoilelementsBFE,ALL,JS,1,,,jdens/.01**2!Applycurrentdensity(A/m**2)ESEL,ALLNSEL,EXT!SelectexteriornodesD,ALL,AZ,0!Setpotentialstozero(flux-parallel)ALLSEL,ALLFINISH/SOLUMAGSOLV!SolvemagneticfieldSAVEFINISH/POST1PLF2D!PlotfluxlinesinthemodelFMAGSUM!SummarizemagneticforcesPLVECT,B,,,,VECT,ELEM,ON!Plotfluxdensityasvectors/GRAPHICS,POWER!TurnPowerGraphicsonAVRES,2!Don"taverageresultsacrossmaterialsPLNSOL,B,SUM!PlotfluxdensitymagnitudeFINISH其它例題在《ANSYS2-D靜磁分析例題：VM165---載流鐵磁導(dǎo)體VM172---一個(gè)長(zhǎng)而厚各向同性螺線(xiàn)管線(xiàn)圈應(yīng)力分析VM188---載流導(dǎo)體的電磁力計(jì)算。第三章２-Ｄ諧波（ＡＣ）磁場(chǎng)分析什么是諧波磁場(chǎng)分析諧波效應(yīng)來(lái)自于電磁設(shè)備和運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體中的交流電(AC)和外加諧波電磁場(chǎng)，這些效應(yīng)主要包括：渦流集膚效應(yīng)渦流致使的能量損耗力和力矩阻抗和電感諧波分析的典型應(yīng)用為：變壓器、感應(yīng)電機(jī)、渦流制動(dòng)系統(tǒng)和大多數(shù)AC設(shè)備。諧波分析中中不允許存在永磁體。忽略磁滯效應(yīng)。線(xiàn)性與非線(xiàn)性諧波分析-件，應(yīng)考慮進(jìn)行非線(xiàn)性的時(shí)間-諧波分析或時(shí)間-瞬態(tài)求解（4章）。對(duì)于交流穩(wěn)態(tài)激勵(lì)的設(shè)備，在中等到高飽和狀態(tài)，分析人員最感興趣的要獲得總的電磁-諧波分析，這種分析能計(jì)算出具有很好精度的“時(shí)間平均”力矩和功率損失，又比進(jìn)行瞬態(tài)-時(shí)間分析所需的計(jì)算量小得多。非線(xiàn)性時(shí)間-諧波分析的基本原則是由用戶(hù)假定或基于能量等值方法的有效B-H曲線(xiàn)來(lái)替代直流B-H曲線(xiàn)。利用這種有效B-H曲線(xiàn)，一個(gè)非線(xiàn)性瞬態(tài)問(wèn)題能有效地簡(jiǎn)化為一個(gè)非線(xiàn)性時(shí)間-諧波問(wèn)題。在這種非線(xiàn)性分析中，除了要進(jìn)行非線(xiàn)性求解計(jì)算外，其它都與線(xiàn)性諧波分析類(lèi)似。B是非正弦波形。而在非線(xiàn)性諧波分析中，B被假定為是正弦變化的。因此，它不是真實(shí)波形，只是一個(gè)真實(shí)磁通密近于真實(shí)值。二維諧波磁場(chǎng)分析中要用到的單元在渦流區(qū)域，諧波模型只能用矢量位方程描述，固只能用下列單元類(lèi)型來(lái)模擬渦流區(qū)。詳細(xì)情況參見(jiàn)《ANSYSANSYS理論參考手冊(cè)》也有進(jìn)一步的講述。維單元 形狀或特性數(shù)四邊形，4

1.2-D實(shí)體單元

自由度PLANE132-D節(jié)點(diǎn) 每節(jié)點(diǎn)最多4個(gè)：磁矢勢(shì)(AZ)、位移、溫度、或三角形，3或時(shí)間積分電勢(shì)。節(jié)點(diǎn)8節(jié)點(diǎn)PLANE532-D或三角形，64個(gè)：磁矢勢(shì)（AZ）、時(shí)間積分電勢(shì)、電流、或電動(dòng)勢(shì)降。節(jié)點(diǎn)2.遠(yuǎn)場(chǎng)單元單元單元INFIN9維數(shù) 形狀或特性2-D 線(xiàn)型，2節(jié)點(diǎn)自由度磁矢勢(shì)(AZ)INFIN110INFIN1102-D 四邊形，48個(gè)節(jié)點(diǎn)磁矢勢(shì)(AZ)、電勢(shì)、溫度3.通用電路單元單元單元維數(shù)形狀或特性CIRCU124無(wú)6節(jié)點(diǎn)自由度每個(gè)節(jié)點(diǎn)最多三個(gè)：電勢(shì)、電流或電動(dòng)勢(shì)降創(chuàng)建2-D諧波磁場(chǎng)的物理環(huán)境正如ANSYS其他分析類(lèi)型一樣，對(duì)于諧波磁分析，要建立物理環(huán)境、建模、給模型區(qū)2-D諧波磁分析的大多數(shù)步2-D靜磁分析的步驟相似。本章只討論與諧波分析相關(guān)的特殊步驟。2-D2章“2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析”同樣的步驟來(lái)設(shè)置GUI選項(xiàng)、分析標(biāo)題、單元類(lèi)型和KEYOPT（關(guān)鍵選項(xiàng)）、單元坐標(biāo)系、實(shí)常數(shù)和單位制。定義材料性質(zhì)時(shí)，使用在第2章中描述的方法，即：使用ANSYS材料庫(kù)所定義的材料性質(zhì)或ANSYS用戶(hù)自己定義的材料性質(zhì)。下面介紹對(duì)模型設(shè)置物理區(qū)域的某些準(zhǔn)則：利用自由度來(lái)控制導(dǎo)體上的終端條件ANSYS程序提供幾種選項(xiàng)來(lái)控制導(dǎo)體上的終端條件，在建模中，這些選項(xiàng)提供了足夠的方便性。例如：線(xiàn)繞和塊狀導(dǎo)體、短路和開(kāi)路情況、線(xiàn)路供電裝置等，要模擬這些實(shí)體，執(zhí)行下列內(nèi)容：·在導(dǎo)體區(qū)增加額外的自由度（DOF）·常數(shù)、以及單元坐標(biāo)系，都是實(shí)體模型的屬性，用AATT和VATT命令或其等效的GUI路徑指定。AZ選項(xiàng)由于沒(méi)有標(biāo)量電勢(shì)，即導(dǎo)體內(nèi)電壓降為0，固可通過(guò)設(shè)定AZ自由度（DOF）來(lái)模擬短路條件的導(dǎo)體。AZ－VOLT選項(xiàng)AZ－VOLT選項(xiàng)通過(guò)在全域電場(chǎng)計(jì)算中引入電勢(shì)來(lái)模擬具有各種終端情況的塊狀導(dǎo)體：E＝?A/?t－?V注：在A(yíng)NSYS中，Vυ＝∫Vdt（時(shí)間積分電勢(shì)）代替該選項(xiàng)通過(guò)允許控制其電場(chǎng)（VOLT），使用戶(hù)可更方便地模擬開(kāi)路、電流供電塊導(dǎo)體和共端點(diǎn)多導(dǎo)體等情況。υ的單位為“伏－秒”，其在A(yíng)NSYSVOLT。在軸對(duì)稱(chēng)分析中，υ＝r×VOLT。在平面或軸對(duì)稱(chēng)分析中，整個(gè)導(dǎo)體截面的υ是常數(shù)（即電壓降只發(fā)生在出平面方向上），為了保證這一點(diǎn)，必須耦合各個(gè)導(dǎo)體區(qū)的節(jié)點(diǎn)：命令：CPGUI：MainMenu >Preprocessor>Coupling/Ceqn/CoupleDOFs由于所有節(jié)點(diǎn)的電壓一樣，進(jìn)行耦合操作可減少未知數(shù)。AZ－CURR選項(xiàng)AZ－CURR選項(xiàng)可模擬一個(gè)載壓絞線(xiàn)圈。CURR自由度代表線(xiàn)圈中每匝電流。在線(xiàn)圈上加電壓（加到所有線(xiàn)圈單元上）的方式是：GUI：MainMenu>Solution>－Loads－Apply>－Magnetic－Excitation>-Voltagedrop-OnElements也可用BFA命令在實(shí)體模型的面上加電壓降。用BFTRANSBCTRAN命令可以把施加在實(shí)體模型上電壓降轉(zhuǎn)換到有限元模型上。在絞線(xiàn)圈中不計(jì)算渦流，因?yàn)槔@線(xiàn)導(dǎo)線(xiàn)間假定為絕緣的。線(xiàn)圈參數(shù)用實(shí)常數(shù)描述，ANSYS程序利用這些實(shí)常數(shù)來(lái)計(jì)算線(xiàn)圈的電阻和電感。載壓絞線(xiàn)圈只有用PLANE53和SOLID97單元模擬，且必須定義單元特定的實(shí)常數(shù)，以描述絞線(xiàn)圈導(dǎo)體。絞線(xiàn)圈區(qū)域內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)的CURR自由度必須要耦合，以確保采用一個(gè)公式來(lái)求解線(xiàn)圈中的電流。分頁(yè)模型物理區(qū)域的特征和設(shè)置ANSYS2－D磁分析中導(dǎo)體上的終端條件，如右圖圖2帶終端條件導(dǎo)體的物理區(qū)域所示。下面將對(duì)各種終端條件作簡(jiǎn)要介紹。自由度AZ塊狀導(dǎo)體—短路條材料特性：mr(MURX),r(RSVX)件 注：渦流形成閉合回路，由于短路，導(dǎo)體中不存在電壓降塊狀導(dǎo)體—開(kāi)路條件

自由度AZ,VOLT材料特性：mr(MURX),r(RSVX)特殊特性：耦合VOLT自由度的導(dǎo)體DOFs:AZ,VOLT材料特性：mr(MURX),r(RSVX)載流塊導(dǎo)特殊特性：耦合VOLT自由度，再給某個(gè)節(jié)點(diǎn)上加總電流體 (F,,amps命令)注：假定由電流源發(fā)出的凈電流為短路回流，該電流不受外界影響DOFs:AZ,CURR材料特性：mr(MURX),r(RSVX)CARE,TUEN,LENG,DIRZ,FILL圈 特殊特性：耦合CURR自由度，再用BFE或BFA命令加電壓降(VLTG)注：只能用PLANE53單元來(lái)建模，所加電壓不受外界影響自由度：AZ，VOLT材料性質(zhì)：mr(MURX),r(RSVX)共地多導(dǎo)體

中注：用于模擬如端部效應(yīng)能忽略的鼠籠轉(zhuǎn)子等設(shè)備DOFs:AZ材料特性：mr(MURX)JS(BFEBFL或BFA命流絞令)線(xiàn)圈注：假定線(xiàn)圈中的電流為一恒定的交流電流，其值不受外界影響。電流密度可根據(jù)線(xiàn)圈匝數(shù)，每匝中的電流值和線(xiàn)圈橫截面積來(lái)確定。自由度：AZ，CURR，EMF材料性質(zhì)：mr(MURX),r(RSVX)電路供電實(shí)常數(shù)：CARE，TURN，LENG，DIRZ，F(xiàn)ILL絞線(xiàn)圈 特殊特性：區(qū)域內(nèi)耦合CURR和EMF自由度（CIRCU124）ANSYS耦合揚(yáng)分析指南的“電磁－電路耦合”。分頁(yè)自由度：AZ，CURR，EMF材料性質(zhì)：mr(MURX),r(RSVX)CARE，LENG塊狀導(dǎo)體特殊特性：區(qū)域內(nèi)耦合CURR和EMF自由度注：模擬由外電路（CIRCU124單元）供電塊狀導(dǎo)體。詳見(jiàn)ANSYS耦合揚(yáng)分析指南的“電磁－電路耦合”。DOFs:AZ鐵芯疊片材料特性：mr(MURX)或B-H曲線(xiàn)模擬可以忽略渦流的導(dǎo)磁材料，只要求AZ自由度。DOFs:AZ空氣運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體（速度效應(yīng)）

材料特性：mr(MURX=1)2章中對(duì)速度效應(yīng)的描述。速度效應(yīng)在交流（AC）激勵(lì)下，可以求解運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體在某些特殊情況下的電磁場(chǎng)。對(duì)于靜態(tài)、諧波和瞬態(tài)分析，速度效應(yīng)都是有效的。第2章“2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析”討論了運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體分析的應(yīng)用例子和限制條件。對(duì)于諧波分析，速度效應(yīng)只限于線(xiàn)性情況（不能有B-H曲線(xiàn)）。對(duì)單元的KEYOPT2-D2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析完全類(lèi)似。在諧波分析中，速度設(shè)置為常數(shù)，不正弦變化（與線(xiàn)圈和場(chǎng)激勵(lì)不同）。Reynold其計(jì)算公式如下：Mre＝μvd/ρ式中μ為導(dǎo)磁率，ρ為電阻率，v為速度，d為導(dǎo)體單元特征長(zhǎng)度（運(yùn)動(dòng)方向上）。磁雷諾數(shù)只在靜態(tài)或瞬態(tài)分析時(shí)有意義。對(duì)于在相對(duì)小雷諾值時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程才有效和準(zhǔn)確，一般量級(jí)為1.0。較高雷諾數(shù)值時(shí)，（運(yùn)動(dòng)電流可在后處理器中獲得）。建立模型，劃分網(wǎng)格，賦予特性關(guān)于建模、給模型區(qū)域賦屬性和劃分網(wǎng)格的詳細(xì)內(nèi)容，可參見(jiàn)第二章。3.5.1關(guān)于集膚深度現(xiàn)象。通常，在集膚深度內(nèi)至少要?jiǎng)澐忠粚踊騼蓪訂卧Ｚ吥w深度可以按下式進(jìn)行估算：這里，d是集膚深度（m），f是頻率（Hz），m是絕對(duì)導(dǎo)磁率（H/m），s是導(dǎo)電率（S/m）。加邊界條件和勵(lì)磁載荷在諧波磁分析中，可將邊界條件和載荷施加到實(shí)體模型上（關(guān)鍵點(diǎn)、線(xiàn)和面），也可以施加到有限元模型上（節(jié)點(diǎn)和單元）。給2－D諧波分析加邊界條件和載荷，使用與第2章“2-D靜態(tài)磁場(chǎng)分析”中所述的完全相同的GUI路徑和宏命令。對(duì)于一個(gè)諧波磁分析，可以定義三種類(lèi)型的載荷步選擇：動(dòng)態(tài)選項(xiàng)、通用選項(xiàng)和輸出控16章對(duì)這些載荷步選擇有詳細(xì)描述。PERBC2D宏命令PERBC2D2-D分析自動(dòng)定義周期性邊界條件。PERBC2D對(duì)兩個(gè)周期對(duì)稱(chēng)面施加必要的約束方程或定義節(jié)點(diǎn)耦合。使用該宏命令的方式如下：GUI：MainMenu> Preprocessor>Loads>-loads-Apply>-Magnetic-Boundary>-VectorPoten-PeriodicBCs11章“磁宏”中對(duì)該宏的使用有詳細(xì)描述。幅值、相位角和工作頻率（正弦）變化的，這樣的載荷需要說(shuō)明幅值（0到峰值）、相位角和工作頻率。幅值所加載荷的最大值（0到峰值）；相位角相位角是載荷相對(duì)于參考值在時(shí)間上的落后（或超前）量。在復(fù)平面（見(jiàn)圖3“實(shí)部/虛部分量和幅值/相位角關(guān)系圖才需用到相位角。（如三相電機(jī)分析）BFBFEBFK（或它們的等效菜單路徑）中的相位（PHASE）區(qū)域，輸入度數(shù)來(lái)表示各自的相位角。對(duì)于不同相的矢量位或電流段，在相應(yīng)的加載命令（或等效菜單路徑）的VALUE1和VALUE2區(qū)域中，分別輸入復(fù)數(shù)載荷的實(shí)部和虛部分量。圖3“實(shí)部/虛部分量和幅值/相位角關(guān)系圖”顯示了如何計(jì)算實(shí)部和虛部分量。工作頻率就是交流電的頻率（單位Hz），可按如下定義：命令：HARFRQGUI:Mainmenu>Solution>-LoadStepOpts-Time/Frequenc>FreqandSupsteps給絞線(xiàn)型導(dǎo)體加源電流密度命令：BFE,,JSGUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>CurrDensity也可用BFA命令對(duì)實(shí)體模型上的面加源電流密度。分頁(yè)給塊狀導(dǎo)體加電流電流(AMPS)是節(jié)點(diǎn)電流載荷，僅用于施加給帶有強(qiáng)加電流的塊導(dǎo)體區(qū)域。在2-D分析中，這種載荷要求PLANE13單元和PLANE53單元的自由度設(shè)置為AZ和VOLT。電流表示通過(guò)導(dǎo)體的總的電流值，僅僅用于2-D平面或軸對(duì)稱(chēng)模型分析。要想給具有集膚效應(yīng)的橫截面上加均勻電流，必須對(duì)橫截面上的VOLT自由度進(jìn)行耦合：命令：CPGUI:MainMenu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>CoupleDOFs在2-D平面或軸對(duì)稱(chēng)模型中，選擇集膚效應(yīng)區(qū)域內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)，并耦合其VOLT自由度后，再給橫截面上某一個(gè)節(jié)點(diǎn)加電流：GUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>-ImpressedCurr-OnNodes2-D模型施加強(qiáng)加電流的另一種方法是加均勻電流密度(JS體載荷)，這由通過(guò)集膚效應(yīng)區(qū)的總的強(qiáng)加電流除以橫截面積得到：命令：BF,BFEGUI:MainMenu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>-CurrDensity-OnElements也可用BFLBFA命令分別對(duì)實(shí)體模型上的線(xiàn)和面加源電流密度。用BFTRAN或SBCTRAN命令可以把施加在實(shí)體模型上源電流密度轉(zhuǎn)換到有限元模型上。給絞線(xiàn)圈加電壓載荷這種載荷定義絞線(xiàn)圈上的總電壓降（幅值和相位角），使用MKS單位制，只能使用帶有AZ,CURR自