《电动力学》课程PPT教学课件（电磁场有限元分析）第二章 二维静态分析 2-3 2-D静磁学

ANSYS第二章第3节2-D静磁学

第二章 第 3节 2-D静磁学

ANSYS分析中使用的单位制为国际单位制：SI力(牛顿）磁通密度B（特斯拉）能量（焦耳）磁场强度H（安培/米）功率 (瓦）电流（安培）长度 (米)电阻率p（欧姆-米）时间 (秒)电压V（伏）质量（公斤）电感L（亨）磁导率ur（亨/米）电容（法拉）求解模型的单位制：SI2.3-2

2.3-2 求解模型的单位制 : SI 分析中使用的单位制为国际单位制: S I • 力 (牛顿） • 能量(焦耳 ） • 功率（瓦） • 长度（米） • 时间（秒） • 质量（公斤） • 磁通密度B（特斯拉） • 磁场强度H（安培/米） • 电流（安培） • 电阻率ρ （欧姆-米） • 电压V（伏） • 电感L（亨） • 磁导率μr (亨/米） • 电容（法拉）

ANSYS基本关系式：B=μH,其中μ可为单一值（线性）各相同性或正交各向异性平面属性要求赋予Preproc>material props>isotropic材料质性号IsotropicMaterialPropertieslsotropicMaterialPropertiesIsotropic Material PropertiesIsotropic Material PropertiesProperties for Material Number 2Specify material number2MURXRelativepermeability1000OKCancelHelpMGXXMagnetic coercive forceElectrical resistivityRSUXPERXRelativepermittiuityr相对磁导率OKApplyCancelHelp2.3-3

2.3-3 基本关系式: B= μ H, 其中 μ = μr μ0 μ 可为单一值（线性） 各相同性或正交各向异性 Preproc>material props>isotropic 平面属性要求赋予 材料质性号 μr 相对磁导率

ANSYS可为非线性，以模拟饱和状态BH曲线数据能从ANSYS55材料库中获得缺省的BH材料库在ansys55目录下的matlib子目录中：Preproc.>materialprops>materiallibrary>librarypath[/MPLIB] Set Material Library READ / WRITE Paths(Blank defaults to current working directory)PATHPath for FREADING filesc:lansys55\matliblPATHPath for WRITING files通过指定路径可在其它位置得到材料数据2.3-4

2.3-4 • μ可为非线性，以模拟饱和状态 • BH曲线数据能从ANSYS55材料库中获得 • 缺省的BH材料库在ansys55 目录下的matlib子目录中 : Preproc.>material props>material library>library path • 通过指定路径可在其它位置得到材料数据

ANSYSBH数据可用如下方式输入Preproc>materialprops>material library>import library选择材料属性[MAT] [MPREAD] Import Material Library FilMAT21Read into materialFILEMaterial library fileFile NameDirectories：/ansys55\MATLIB\*.emagM54.SI_MPLemagM3.SI_MPLA[.]选择材料emagM54.SI MPLemagSa1010.SI MPLemagsilicon.sI MPLemagUanad.SI_MPLDriues[-c-]·选择OK2.3-5

2.3-5 • BH 数据可用如下方式输入 Preproc>material props>material library>import library 选择材料 选择材料属性 • 选择 OK

ANSYSBH数据生成图形和列表显示BHTable For MaterialANSYS材料号22.25T1表示在列表显示中510987654321的数据点E.号B1.25N325(>1053))923.0763692,3071846.1532769.2304615.3645536.461461,5361364,6152307,6923230.7694153,6465076.9236000H(amp/meter)2.3-6

2.3-6 • BH 数据生成图形和列表显示 表示在列 表显示中 的数据点 号 材料号

ANSYS数据也可列成表格这种表格也能人工制成2B-H(BHTableFor Material0.0000Utility>list>properties>datatablesTemperature=HBPoint191.9040.400002104.380.500003116.800.600004129.870.700005143.690.800006159.140.900007175.841.00008194.371.10009215.951.2000［TBLIST]J List Data Table for NonlinearMaterials10242.971.300011281.791.4000table is BHMAT=2Actiuewith12369.101.5000LabTypeof data tableMagField data BH13788.211.6000142136.71.7000154509.71.8000MATMateriali ref.number167977.91.9000·A1117150001.97501830000.2.0550Specified below1960000.2.1450Specified material no2200.12000E+062.2350HBPoint210.24000E+062.3790220.48000E+062.6810选择OK2.3-7

2.3-7 • 数据也可列成表格. • 这种表格也能人工制成 Utility>list>properties>data tables • 选择OK

ANSYSBH曲线输入指南数据点（00）不要输入定义曲线弯曲处的数据点要密（见M54的数据点）BH曲线要避免生成S形通常M钢定义BH数据到8000A/m数据需要外推这些曲线的u值通常需要附加大量的数据以使得μ值由大逐渐变到最终斜率最终斜率为空气值(μo)2.3-8

2.3-8 BH曲线输入指南 • 数据点(0,0) 不要输入 • 定义曲线弯曲处的数据点要密（见M54的数据点） • BH曲线要避免生成S形 • 通常M钢定义BH数据到8,000 A/m – 数据需要外推 – 这些曲线的μ值通常需要附加大量的数据以使得μ值由大逐渐变到最终 斜率 – 最终斜率为空气值(μ0)

ANSYSBH数据输入应用实例：400系列不锈钢输入如下数据H(A/m)B(T)790.0.771.101575.2365.1.301.507875.15750.1.561.633150047245.1.66(>105+21160320460640600960240400560720860787401.70S1040H(amp/meter)2.3-9

2.3-9 BH 数据输入 应用实例: 400系列不锈钢输入如下数据 H(A/m) B(T) 790. 0.77 1575. 1.10 2365. 1.30 7875. 1.50 15750. 1.56 31500. 1.63 47245. 1.66 78740. 1.70

ANSYS·首先定义数据表，然后把BH数据输入数据表中Preproc>material props>data tables>definelactivate[TB]Define/Actiue Data TableBHwithMAT5CActiue.data table isLabType of data tableMagField data BHMATMaterial ref.numberThe following apply only to some data table typesNTEMPNo.oftemperaturesNPTSNo.of data points/tempTBOPTData Table Options平面属性要求赋予材料号选择OK2.3-10

2.3-10 • 首先定义数据表，然后把BH数据输入数据表中 Preproc> material props>data tables>define/activate 平面属性要求赋予材料号 • 选择OK