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第四章第1节三维(3D)模拟三维(3D)模拟三维(3D)模拟三维(3D)模拟正如二维(2D)模拟一样,三维模拟功能也包括静态、交流和瞬态分析 缺省的线性材料为各向同性(只赋予MURX值) 三维(3D)材料选项包括对于所有三个方向的正交各向异性选项MURn和RSVn(n表示X、Y、Z三个方向) BH磁化曲线能用于磁导率正交各向异性的任一个方向,其余方向为常数 在某正交各向异性方向应用BH曲线时,该方向的MURn应设置为零(只在正交各向异性材料中要求如此) 三维单元包括远场边界单元 与二维模拟相同,也支持复杂组合的物理区域 交流分析的绞线导体与块导体 电压与电流供电 复杂铁磁区域 具有模拟三维模型运动的功能 周期性边界条件 改变线圈电流 不相同网格 执行动画文件:mach3d.avi观察转子转动画单元列式直接影响到模拟的各个方面 施加通量垂直和平行边界条件 何为自然边界条件? 何为自由度约束? BH数据对收敛敏感性的影响 ν-B2曲线与μ-H曲线 模拟激励的方法(绞线圈) 可在模型中包含铁磁区 模型中的铁磁-空气界面 后处理 通量计算(电动势(EMF)计算的起始点) “磁力线”显示 三维(3D)模拟功能包括三种单元列式类型 标量势单元列式(静态1)[SOLID96] 简化标势法(RSP)用于没有线圈的铁-空气界面模型 差分标势法(DSP)用于具有单通量路径的铁-空气界面模型 通用标势法(GSP)用于具有多通量路径的铁-空气界面模型 单元边列式(静态、交流、瞬态)[SOLID117] 包含任意铁磁区域 周期对称模型必须为全模型-不能有耦合 磁矢量势(MVP)列式(静态、交流、瞬态)[SOLID97] 无铁磁区域 (1)如果模型中还有矢量势和界面单元INTER115,标量法能用于交流和瞬态模拟标量势单元列式 自由度:MAG 通量垂直边界条件: MAG自由度必须被约束或耦合 通量平行边界条件: 这是自然边界条件,不要求施加。这种边界条件施加到模型边界上,不采用约束或耦合。有相应的菜单来施加标量法的通量平行条件,但只是一个注意项而已,无须使用。 分析中BH曲线的使用 必须检查μ-H曲线,保证其是“光滑”的 μ-H曲线由下面菜单绘制 Utility>plot>datatables标量势的激励是基于Biot-Savart计算的,使用预先定义的线圈形状-sourc36单元。因此,对应于线圈或杆导体的有限元区域不必直接建模(象二维磁矢势分析那样)线圈原型常用于某些类型的致动器,但多数情况下,该线圈以ARC型和BAR型相组合构成“跑道”形线圈 本章后面对此有详细描述sourc36单元定义 它们不要求连接成连续单元 三个节点用于定义线圈原型的取向和一个特征长度 在单元实常数中定义导体厚度和电流(安匝数),模型中所用厚度相应于导线位置而不是绝缘厚度单元的节点: 节点K处于线圈中心位置即节点1(0,0,0) 节点I处于线圈中间半径位置即节点2(0.1,0,0) 节点J决定了线圈取向的定义,即节点3(0,0.1,0) 生成单元前需要定义sourc36单元,该单元无单元类型选项 Preproc.>elementtype>add/edit/delete[ADD] 单元实常数设置号应该是唯一的,或其它相同线圈一致。实常数应在生成单元前定义。 Preproc>realconstants 完成线圈定义先生成单元前,要设置单元属性 Preproc>create>elements>elemattributes 单元类型 实常数(如前面幻灯片所定义的) 人工生成单元(不用自动生成网格) Preproc>create>elements>-autonumbered-thrunodes (顺次选取节点2,3和1) 如果要根据实常数中设置的尺寸来显示线圈图形,则图形设置必须变更。 Utility>plotctrls>style>sizeandshape在某些情况下,要求将“增强图形”方式转换为“全图形”方式 Utility>plotctrls>style>hiddenlineoptions利用改变实常数数据可改变线圈特征 Preproc>realconstants 选择EDIT(初始生成的设置)应建完整的线圈组模型 实际上有例外 线圈远离铁芯区域,对铁芯内磁场产生不重要的影响标量列式包括三种型式的标量势,每一种适用于特定的物理区域。 可以采用简化标量势(RSP)的物理区域有: 铁磁区和永磁体 无线圈的铁磁区域 无铁磁介质的线圈RSP优点: 模拟分析为单步求解 相对于其它标量方式,其计算量最小 RSP缺点: “数值相消”使RSP方法在铁磁模型内不能使用sourc36单元励磁 RSP方法适用于模拟含有铁空气界面和永磁体的系统——分析目的为确定转

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