模拟永磁体的实例

alialili

看到论坛上很多讨论永磁体的，但是有些问题总是不够清楚。终于有一天我下决心好好看了ansys的相关帮助，自己做了一个最简单，也是最容易验证的例子：模拟一条磁铁的磁力线。下面就是我的输入文件。

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! 说明：该例子演示一个永磁体的磁场（使用了infin9单元）
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/TITLE, alextest, Test for Permanent Magnet
*go,:start
:start          !利用这个可以让ansys有选择性的读取输入文件
!JPGPRF,500,100,1             ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS
/PREP7
emunit,mks        !定义电磁单位为国际标准单位，即μ0=4 Pi e-7 henries/meter

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! 定义单元类型*
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ET,53,PLANE53                  ! Define PLANE 53 as element type
ET,9,INFIN9        !无限外界（注意：系统原点一定不能在infin9类型的节点上）
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! 定义材料*
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MP,MURX,1,1         !Define material properties (permeability)    !定义空气（磁导率=1）

HC=895000                 ! Coercive force!表示矫顽力    有的地方为895000
TB,BH,2,,30
TBPT,, 130.000000 , 0.100000000
TBPT,, 170.000000 , 0.200000000
TBPT,, 197.000000 , 0.300000000
TBPT,, 218.000000 , 0.400000000
TBPT,, 250.000000 , 0.500000000
TBPT,, 290.000000 , 0.600000000
TBPT,, 338.000000 , 0.700000000
TBPT,, 400.000000 , 0.800000000
TBPT,, 472.000000 , 0.900000000
TBPT,, 570.000000 , 1.00000000
TBPT,, 682.000000 , 1.10000000
TBPT,, 810.000000 , 1.20000000
TBPT,, 975.000000 , 1.30000000
TBPT,, 1600.00000 , 1.40000000
TBPT,, 2520.00000 , 1.50000000
TBPT,, 3520.00000 , 1.60000000
TBPT,, 4760.00000 , 1.70000000
TBPT,, 8300.00000 , 1.80000000
TBPT,, 12000.0000 , 1.90000000
TBPT,, 17000.0000 , 2.00000000
TBPT,, 23000.0000 , 2.10000000
TBPT,, 32000.0000 , 2.20000000
TBPT,, 42500.0000 , 2.30000000
TBPT,, 44500.0000 , 2.32000000
TBPT,, 48200.0000 , 2.35000000
TBPT,, 52200.0000 , 2.37000000
TBPLOT,BH,2,,,
/IMAGE,SAVE,BH2,JPEG       !将材料2的B-H曲线存储成bh2.jpg
mp,mgxx,2,0          !对于永磁铁，必须定义mgxx（或mgyy）!!!!
mp,mgyy,2,hc

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!* 建立模型*
!********************************************
/PNUM,AREA,1          !定义显示模式

wall=20
hall=10
w1=4
h1=2
!x1=(wall-w1)/2
!x2=x1+w1
!y1=(hall-h1)/2
!y2=y1+h1
!rectng,0,wall,0,hall
!rectng,x1,x2,y1,y2
rectng,-wall/2,wall/2,-hall/2,hall/2
rectng,-w1/2,w1/2,-h1/2,h1/2
aovlap,all
numcmp,area          !将生成的面重新编号
aplot

!/eof        !配合前面的:start使用

!********************************************
!建立材料属性
!********************************************
asel,s,area,,1    !选择中间的磁铁
aatt,2
asel,s,area,,2    !选择周围的空气
aatt,1      

!********************************************
!建立单元类型，并划分网格
!********************************************
asel,all
type,53
lsel,s,line,,1,4        !选择所有的无限外边界
type,9          !设定为infin9单元
lesize,all,,,30        !划分为30等份
lmesh,all          !开始划分
lsel,s,line,,5,8    
lesize,all,,,20      !将磁铁边界的每条边分成20等份
asel,all
amesh,all

!********************************************
!建立载荷
!********************************************
ESEL,ALL
NSEL,EXT
D,ALL,AZ,0

!********************************************
!求解
!********************************************
ALLSEL,ALL
MAGSOLV

!********************************************
!后处理
!********************************************
FINISH  
/POST1
PLF2D,27,0,10,1        !显示磁力线
/IMAGE,SAVE,mf,JPEG       !将磁力线保存成jpg文件

说明：
1）如果输入文件写成：
mp,mgxx,2,hc
mp,mgyy,2,0
那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在x轴上。是第一幅图）

alialili

2）如果输入文件写成
mp,mgxx,2,0
mp,mgyy,2,hc
那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在y轴上。是第二幅图）

alialili

3）如果输入文件写成
mp,mgxx,2,hc*sin(45)
mp,mgyy,2,hc*cos(45)
那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在对角线上。是第3幅图）

superlhb

看来你是高手中的高手，
还是个高手！
哈哈
pfpf
能不能帮我解决一个困惑我已久的问题阿
http://www.simu-online.com/bbs/showthread.asp?threadid=3118

谢谢了！

rt

其实就是这样，很多东西自己下决心研究下，就能很明白了。
对alialili表示感谢，加一份表示鼓励！

alialili

呵呵，谢谢rt斑竹了！

alialili

to superlhb:
你的问题我不知道，只能表示遗憾了，不过把你的问题贴在这里，也让别人给你出出主意：

我想问一下：
有一个条形的导磁合金放在一个永磁铁所产生的磁场当中，并且与永磁铁的NS极的连线呈一定的角度（约为45度）。
我想问一下，这个垂直边界条件怎么定义阿？

perch88

哪里的垂直边界阿，边界条件是在外边界定义的
怎么看着他这个说法要在内部加边界条件呢

边界条件足够大，加平行和垂直结果差不多吧

zhsqzzu

TO alialili 和版主：
在上面的这个例子中，在加载荷的过程中，
ESEL,ALL
NSEL,EXT
D,ALL,AZ,0
其中NSEL，EXT怎么解释，我看了帮助，说EXT是Item的一个选项，而在这里紧跟在NSEL后面的应该是type的选项，这是怎么回事？请高手指点

alialili

这个命令是我从ansys的tutorial里面直接copy来的：
NSEL,EXT                   ! Select exterior nodes
后面是它的解释。意思应该是选择所有单元的外部节点。

zhsqzzu

TO：alialili和版主：
我按照所列出的命令流作了一遍，在求解的过程中出现了求解可能不收敛的警告，但是不管它时又一直计算下去了，试问这是否影响计算结果？谢谢了

alialili

没有关系的，到最后还是会计算得出结果。只是结果是否正确的问题：）

alialili

继续试验：

如果输入文件写成
mp,mgxx,2,0
mp,mgyy,2,hc
并且，将加载的命令注释掉：
!d,all,az,0
那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在y轴上，并且没有加边界条件。）
从磁力线的形状来看，似乎这个是最正确的？？？？？（高手来给解释一下！）

alialili

接着实验：
如果输入文件写成
mp,mgxx,2,0
mp,mgyy,2,hc
并且，不使用infin9单元，而且也注释掉加载的命令：
!d,all,az,0
那么，得到的磁力线为：（也就是磁极在y轴上，并且没有加边界条件，也没有使用infin9单元。）
从磁力线情况来看，这种情况应该是不对的。也就是说，应该要使用infin9单元，结果才能够比较正确。

zhsqzzu

加载的命令d,all,az,0是施加的磁力线平行条件吧，而空气应定义为远场的，因而你所讲的也有道理。我在做的二维算例中遇到这样的问题，在求解的时候出现错误（在附件中），不知道该如何解决，请指教，谢谢

alialili

加载的命令d,all,az,0是施加的磁力线平行条件吧，

你的意思是说，此边界条件的意思是磁力线要和所有的边界平行吗？（好像是这个意思）

你的问题，它既然提示“Nagative radius on element1”，那么你重新划分网格看看。单元1怎么出现负的半径呢？

fftwq0912

麻烦adialili忙我看看我遇到的问题!
见附件,望回信.谢谢

fftwq0912

对了,还有,infin9和plane53有什么区别,不会用,我感觉可以用plane53代替infin9.什么情况下用infin9?谢谢

alialili

infin9和plane53有什么区别,

问这个问题，说明你没有好好看ansys的帮助：），里面有很详细的文档

plane53是4节点四边形单元，或者3节点三角形单元，用来模拟磁场区域（或者说用来模拟磁介质）
infin9是2节点的单元，表示无限边界（里面暗含了边界条件）。

也就是说，将有限区域的边界定义成infin9，那么，这个“有限”的区域，就表示“无限”的区域了。

你附件中的内容我看了，我估计在给扇形中的磁铁赋矫顽力的时候，应该先定义一下“单元坐标”。具体我也不是太清楚，不过你可以看看ansys帮助的相关内容，另外还可以参考一下rt的帖子，应该有帮助的：
http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=392826