恒定磁场力矩计算

电磁场与电磁波实验报告

实验三

班级： 通信13-4 姓名： 学号：

日期： 2015.6.7

实验三 恒定磁场力矩计算

1、实验目的

1.学习软件 Ansoft maxwell 软件的使用方法； 2.巩固恒定磁场的基本理论；

3.通过软件的学习掌握运用 Ansoft Maxwell 进行恒定磁场仿真的流程； 4.熟悉 Ansoft maxwell 参数扫描功能。

2、实验内容

1.巩固 Ansoft Maxwell 有限元分析步骤；

2.会用 Ansoft Maxwell 后处理器和计算器对仿真结果分析； 3.恒定磁场力矩计算。

3、实验步骤

1.建模

Project > Insert Maxwell 3D Design

File>Save as> Parametric（工程命名为“Parametric”）

选择求解器类型：Maxwell > Solution Type> Magnetostatic 创建线圈 Draw > Regular Polyhedron（创建多边形柱体1） Center Position（中心点坐标）：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）mm Start Position（起点坐标）：（X,Y,Z）>（1.25, 0,0）mm Axis（对称轴）：Z

Height（柱体高度）：0.8mm

多边形边数：Number of Segments: 36 将多边形重命名为Polyhedron1 选中Polyhedron1（创建多边形柱体2） CTRL_C，CTRL_V 修改相关设置

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Center Position（中心点坐标）：（X,Y,Z）>（0, 0, 0）mm Start Position（起点坐标）：（X,Y,Z）>（1, 0,0）mm Axis（对称轴）：Z Height（柱体高度）：0.8mm

多边形边数：Number of Segments: 36 将多边形重命名为Polyhedron2

创建线圈 选中Polyhedron1，Polyhedron2 Modeler（建模）> Boolean > Subtract（减去） Blank Park: Polyhedron1 Tool Park: Polyhedron2 将Polyhedron1重命名为Coil

Assign Material > copper（设置材料为铜） 创建铁块模型 Draw > Box

任意创建一个6面体 尺寸参数设置如下：

注意：ZSize参数的值为：“SlugHeight” 将六面体重命名为Slug

Assign Material > iron（设置材料为iron）

图1-1 模型

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创建计算区域（Region） Draw > Region

Padding Percentage：200%

创建激励电流加载面（Create Section） Select Coil

Modeler > Surface > Section Section Plane: YZ平面

图1-2 设置YZ平面

Modeler > Boolean > Separate Bodies（分离两Section面） 删除1个截面 Select 1个截面，Del

将剩下的1个截面重命名为“Section1”

图1-3 分离截面

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2.设置激励

选中线圈截面：Section1

Maxwell 3D> Excitations > Assign > Current

图2-1 设置激励

Value: AmpTurns

Type: Stranded（线形激励电流）

3.设置计算参数

选中Slug（弹头）

Maxwell 3D > Parameters > Assign > Force Name: Force 1 Type: Virtual

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图3-1 设置计算参数

4.设置自适应计算参数（Create Analysis Setup）

Maxwell 3D > Analysis Setup > Add Solution Setup 最大迭代次数：Maximum number of passes：5 误差要求：Percent Error: 1%

次迭代加密剖分单元比例：Refinement per Pass :30%

图4-1 设置自适应计算参数

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5.创建参数扫描设置

Maxwell 3D > Optimetrics Analysis > Add Parametric 点击Add，创建扫描参数

variable选择： SlugHeight linear step Start =1, Stop =2, Step = 0.5

点击Add >>按键 将SlugHeight的扫描设置添加到右边空白栏 variable选择： AmpTurns （设置安匝数的扫描） linear step

Start =100, Stop =200, Step =50

点击Add >>按键 将AmpTurns的扫描设置添加到右边空白栏 点击OK.

图5-1 创建扫描参数

点击 Calculations子菜单 点击 Setup Calculations

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图5-2 Calculations

点击Add Calculations

Setup1出现在Setup Sweep Analysis菜单中 点击Done

在Options子菜单中 选中如下设置

图5-3 设置

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6.Check&Run 7.计算

右键点击 ParametricSetup1 选择View Analysis Result

图7-1 计算

在Project Manager窗口 右键点击Create Report 设置参数如下：

图7-2 设置参数

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点击New Report

图7-3 结果

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四、心得体会

所得仿真值与理论值有所差别是因为理论值为理想状态下所得的结果，但实际过程中要考虑到多种因素。

通过学习maxwell初步了解如何运用仿真软件构建模型以及解决问题。

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