Постановка задач расчета электромагнитного поля электротехнического устройства
Основные положения метода конечных элементов для решения электромагнитных задач
Расчет силы магнитного поля на верхний магнит устройства методами программной системы конечно-элементного анализа ANSYS
Исследование сходимости методов расчета силы магнитного поля в зависимости от количества элементов модели
Расчёт трёхмерной магнитостатической задачи на примере исследуемой установки
Экспериментальные данные
Расчет силы магнитного поля на ферромагнитное основание методами программной системы конечно-элементного анализа ANSYS
Исследование явления насыщения железа в зависимости от толщины основания. Сравнение линейной и нелинейной задач
Сравнение результатов
Навигация
Расчёт трёхмерной магнитостатической задачи на примере исследуемой установки
Исследование магнитных систем в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS
58731
знак
18
таблиц
33
изображения
2.1.7.2 Расчёт трёхмерной магнитостатической задачи на примере исследуемой установки.
Проводится расчет магнитостатического трехмерного поля для кусочно-однородной, линейной изотропной (абсолютная магнитная проницаемость µ = 1) среды моделирования исследуемой магнитной системы. Модель устройства приведена на рис. 2.12. Стальной стержень и постоянные магниты расположены в воздушной среде. Для разбиения модели устройства регулярной сеткой воздушная среда моделируется сплошным цилиндром.
Рис. 2.12 Модель устройства магнитной пружины.
Для создания КЭ модели используется элемент Solid96 – восьмиузловой элемент. В каждом узле он имеет одну степень свободы – суммарную составляющую электромагнитного потенциала. Вид созданной КЭ модели приведен на рис.2.13 при величине воздушного зазора равного 4 мм.
Рис. 2.13 Вид созданной КЭ модели магнитной пружины, воздушный зазор между магнитами 4мм.
Данная модель имеет 41561 узел и 13600 элементов, обладает 41561 степенью свободы.
Рис.2.14 Распределение модуля вектора магнитной индукции (BSUM).
Рис.2.15 Распределение модуля вектора магнитной индукции (BSUM) вблизи системы постоянных магнитов.
Была рассчитана сила магнитного поля на нижний магнит модели. Сравнение результатов, с полученными ранее моделями приведено в таблице 2.5.
Таблица 2.5. Сравнение результатов расчета силы магнитного поля на нижний магнит для модели с воздушны зазором между магнитами 4мм.
| № | Метод расчета силы магнитного поля на нижний магнит модели. | Модель с “потокопараллельным” граничным условием, N | Модель с использованием элементов Infin, N | 3d модель, N |
| 1 | Virtual Work | 1.6044 | 1.6026 | 1.6049 |
| 2 | Maxwell Stress Tensor | 1.4810 | 1.5720 | 1.6129 |
По данным таблицы 2.5 видно, что расчет силы магнитного поля с использованием 3d модели дает наилучшую сходимость методов. Также важно отметить, что для каждой модели сила магнитного поля, рассчитанная методом виртуальной работы, дает результаты с точностью 10-2. Для расчетов аналогичных задач приемлема любая модель, однако менее трудоемким является способ с использованием первой модели.
2.2 Эксперимент
2.2.1 Описание установки
Исследуемая установка состоит из цилиндрического корпуса (пластмасса), направляющего стержня (сталь), электронных весов, измерительной шкалы и двух одинаковых постоянных магнитов марки NdFeB (неодим-железо-бор). В описываемой установке постоянные магниты расположены одноименными полюсами вертикально друг к другу, обеспечивая этим рабочий зазор. Первый магнит жестко зафиксирован в верхней части подвижного корпуса. В нижней части корпуса расположено отверстие для стального стержня, на верхнем конце которого прикреплен второй постоянный магнит.
Рис 2.16 Исследуемая установка с постоянными магнитами.
Стальной стержень с магнитной системой в корпусе установлен на электронные весы. На корпус и зафиксированный в нем верхний магнит прикладывается нагрузка, воздушный зазор между магнитами уменьшается. Это фиксируется с помощью измерительной шкалы. С помощью электронных весов измеряется нагрузка, приложенная к подвижному корпусу с верхним магнитом.
Таблица 2.6 Основные характеристики установки.
| № | Составная часть установки | Масса составной части установки, Гр. | Индукция насыщения, | Длина составной части установки, mm |
| 1 | Магнит NdFeB | 0.5 | 5 | 3 |
| 2 | Стальной стержень | 40 | 2 | 100 |
| 3 | Корпус | 6 | 6 | 150 |
Похожие работы
... задачи, а именно: 1. Создана расчетная схема анализа на основании сравнительного анализа численных методов, а также программных и технических средств их осуществления; 2. Создан выбор метода автоматизированного анализа объекта проектирования; 3. Спланирован и проведен эксперимент, анализируя результаты которого, приходим к выводу, что данная модель может использоваться с параметрами: r = 5 R = ...
... назначение, содержание и описание функциональных характеристик, субхарактеристик и атрибутов, определяющих специфические особенности целей, задач, свойств и сферы применения конкретного программного средства – его функциональную пригодность; · конструктивные характеристики качества, способствующие улучшению и совершенствованию назначения, функций и возможностей применения ПС; ...
... являются Лоцман:PLM компании Аскон, PDM STEP Suite, разработанная под НПО "Прикладная логистика", Party Plus компании Лоция-Софт и т.д. Итак, термин САПР (система автоматизации проектирования) подразумевает комплексный подход к разработке изделия и включает совокупность систем CAD/CAM/CAE. Развитие систем геометрического моделирования, анализа и расчета характеристик изделия сопровождается ...
... производительных сил, тем быстрее повышается Б. населения. В еще большей степени Б. связано с эффективностью социально-экономической политики в данном обществе. Информатика как наука. Предмет и объект прикладной информатики. Системы счисления Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и ...
0 комментариев