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ANSYS关于电场分析步骤及例子.doc

发布时间：2022-06-08 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.39M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    电流传导分析的其他例题
    步骤 1: 开始
    步骤 2: 定义参数
    步骤 3: 定义单元类型
    步骤 4: 定义材料属性
    步骤 5: 建立几何模型和压缩编号
    步骤 6: 为模型各个部分指定属性为网格划分作准备
    步骤7: 划分模型
    步骤8: 施加边界条件和载荷
    步骤9: 对面进行缩放
    步骤 10: 求解
    步骤 11: 存储分析结果
    步骤 12: 画结果图
    步骤13: 进行电容计算
    步骤 14: 完成分析
    ANSYS 关于电场分析的步骤和例子 电场分析要计算的典型物理量有：电场，电流密度，电荷密度，传导焦耳热 纯电场分析：包括，稳态电流传导分析，静电场分析，电路分析 静电场的分析基础是泊松方程： 主要的未知量（节点自由度）是标量电位（电压） 可用于电场分析的单元： 表 1 传导杆单元 单元 LINK68 维数 3-D 形状或特性 单轴，2 节点 自由度 温度和电压 表 2 2-D 实体单元 单元 PLANE67 PLANE121 维数 2-D 2-D 形状或特性 自由度 四边形，4 节点 温度和电压 四边形，8 节点 电压 表 3 3-D 实体单元 单元 维 数 形状或特 性 SOLID5 3-D SOLID69 3-D 六面体,8 节点 六面体,8 节点 四面 自由度 使用注意 每个节点 6 个自由度; 可以 可用作热－电耦合单 是位移、温度、电压、磁标 元或作为电－磁耦合 量位 场单元 节点温度、电压 可用作热－电耦合单 元 每个节点 6 个自由度; 可以 可用作热－电耦合单 SOLID98 3-D 体,10 节 是位移、温度、电压、磁标 元或作为电－磁耦合 量位 场单元 点 六面 SOLID122 3-D 体,20 节 电压 点 四面 SOLID123 3-D 体,10 节 电压 点 表 4 壳单元 单元 维数 形状或特性 自由度 SHELL157 3-D 四边形壳，4 节点 温度和电压
    表 5 特殊单元 单元 维数 形状或特性 自由度 MATRIX50 无(超单 根据结构中包括的 元) 单元确定 根据包含的单元类型决定 INFIN110 2-D 4 或 8 节点 每节点一个，可以是磁矢量位、温度、 电压 INFIN111 3-D 六面体, 8 或 20 节 AX, AY, AZ 磁矢量位、温度、标量电 点 位或标量磁位 表 6 通用电路单元 单元 维 数 CIRCU124 无 形状或特性 自由度 通用电路单元，最多可 6 每节点三个；可以是电势、电流或电 节点 动势降 表 7 带电压自由度单元的反作用力 Element KEYOPT (1) Material DOFs Property Input Reaction Force for VOLT DOF PLANE67 N/A TEMP, VOLT RSVX, RSVY LINK68 N/A TEMP, VOLT RSVX SOLID69 N/A TEMP, VOLT RSVX, RSVY, RSVZ SHELL157 N/A TEMP, VOLT RSVX, RSVY PLANE53 1 VOLT, AZ RSVX, RSVY Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS SOLID97 1 4 AX ,AY, AX, VOLT AX, AY, AZ, VOLT, CURR RSVX, RSVY, RSVZ Electric Current Flabel=AMPS SOLID117 1 AZ,VOLT RSVX, RSVY, RSVZ PLANE121 N/A VOLT PERX, PERY SOLID122 N/A VOLT PERX, PERY, PERZ Electric Current Flabel=AMPS Electric Charge Flabel=CHRG Electric Charge Flabel=CHRG
    SOLID123 N/A VOLT PERX, PERY, PERZ SOLID127 N/A VOLT PERX, PERY, PERZ SOLID128 N/A VOLT PERX, PERY, PERZ CIRCU124 0–12 VOLT, CURR, EMF N/A CIRCU125 0 or 1 VOLT TRANS126 N/A UX-VOLT, UY-VOLT, UZ-VOLT N/A N/A PLANE13 SOLID5 6 7 0 1 3 9 0 VOLT, AZ RSVX, RSVY UX, UY, UZ, VOLT PERX, PERY UX, UY, UZ, TEMP, VOLT, MAG RSVX, RSVY, RSVZ PERX, PERY, PERZ TEMP, VOLT, MAG RSVX, RSVY, RSVZ UX, UY, UZ, VOLT VOLT UX, UY, UZ, TEMP, VOLT, MAG PERX, PERY, PERZ RSVX, RSVY, RSVZ RSVX, RSVY, RSVZ PERX, PERY, PERZ SOLID98 1 TEMP, VOLT, MAG RSVX, RSVY, RSVZ 3 9 UX, UY, UZ, VOLT VOLT UX, UY, UZ, PERX, PERY, PERZ RSVX, RSVY, RSVZ SOLID62 N/A AX, AY, AZ, RSVX, RSVY, RSVZ Electric Charge Flabel=CHRG Electric Charge Flabel=CHRG Electric Charge Flabel=CHRG Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Negative Electric Charge Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Negative Electric Charge Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Negative Electric Charge Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Negative Electric Charge Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Negative Electric Charge Flabel=AMPS Electric Current Flabel=AMPS Electic Current Flabel=AMPS INFIN110 1 VOLT VOLT PERX, PERY Electric Charge
    INFIN111 2 VOLT PERX, PERY, PERZ 稳态电流传导分析简介 Flabel=CHRG Electric Charge Flabel=CHRG 稳态电流传导分析可以分析计算直流电流和电压降产生的电流密度和电位分布。可以进 行两种加载：电压和电流。稳态电流传导分析认为电压和电流成线性关系，即电流与所加电 压成正比。 稳态电流传导分析的步骤 稳态电流传导分析有三个主要的步骤： 1.建立模型 2.加载并求解 3.观察结 1. 建立模型 建立模型，定义工作文件名和标题： 命令：/FILNAME, /TITLE GUI：Utility Menu>File>Change Jobname Utility Menu>File>Change Title 在 GUI 参数选择框中选择 Electric 选项。以便能够选择需要的单元。 GUI:Main Menu>Preferences>Electromagnetics>Electric 然后按照《ANSYS 建模与分网指南》中的描述定义单元类型、定义材料特性并建立几何 模型。 在电流传导分析中，可以使用下列单元： ·LINK68：三维二节点热/电线单元 ·PLANE67：二维四节点热/电四边形单元 ·SOLID5：三维八节点结构/热/磁/电六面体单元 ·SOLID69：三维八节点热/电六面体单元
    ·SOLID98：三维十节点结构/热/磁/电四面体单元 ·SHELL157：三维四节点热/电壳单元 ·MATRIX50：三维超单元 单元的详细介绍可参看前面单元表。 必须只定义一种材料特性：电阻(RSVX)，它可以是和温度有关的。 2. 加载并求解 此步骤定义分析类型及其选项、给模型加载、定义载荷步选项并求解： 进入 SOLUTION 处理器 命令：/SOLU GUI:Main Menu>Solution 定义分析类型 作下列任何一个操作： ● 在 GUI 方式下，选择路径：Main Menu>Solution>New Analysis 并选择 Static 分析。 ● 如果是一个新的分析，执行下列命令：ANTYPE,static,new ●如果是需要重启动一个前面做过的分析（如施加了另外一种激励），使用命令 ANTYPE,STATIC,REST。如果先前分析的结果文件 Jobname.EMAT, Jobname.ESAV, 和 Jobname.DB 还可用，就可以重启动分析。 定义分析选项 选择方程求解器(系统缺省使用 Frontal 求解器)。 命令：EQSLV GUI:Main Menu>Solution>Analysis Options 加载 电流
    电流(AMPS)是经常加在模型边界上的集中节点载荷(AMPS 仅仅是一个载荷标志，和单位 制无关），正值代表电流流入节点，负值代表流出节点。如果是均匀电流密度分布，应该耦 合节点上的 VOLT 自由度，再将总电流加到某一个节点上去。 命令：F GUI: Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>Current 电压 电压(VOLT)是经常加在模型边界上的 DOF 约束，一个典型的应用是说明导体的一端电压 值为零（接地端），另一端为一给定电压。 命令：D GUI: Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Electric-Excitation>Charge 备份数据． 用工具条中的 SAVE_DB 按钮来备份数据库，如果计算机出错，可以方便的恢复需要的模 型数据。恢复模型时，用下面的命令： 命令：RESUME GUI:Utility Menu>File>Resume Jobname.db 开始求解 命令：SOLVE GUI:Main Menu>Solution>Current LS 施加其它载荷条件 如果希望进行其他加载情况的计算，可以从这里再按照上述步骤操作即可。 完成求解 命令：FINISH GUI:Main Menu>Finish 观看结果 ANSYS 把结果文件写入 Jobename.RST 中，数据有：
    主数据：节点电压(VOLT) 导出数据：节点和单元电场(EFX,EFY,EFZ,EFSUM) 单元电流密度(JSX,JSY,JSZ,JSSUM) 单元焦耳热(JHEAT) 节点感生电流 进入后处理器： 命令：/POST1 GUI：Main Menu>General Postproc 在 POST1 中读结果 在 POST1 中后处理数据时，数据库中的模型数据一定要与结果数据相统一，且存在 Jobname.RST 文件。用 RESUME 命令读入模型数据，用 SET 命令读入结果数据。 用下列命令把希望的时间点的结果读入数据库： 命令：SET,TIME GUI: Utility Menu>List>Results>Load Step Summary 如果没有数据和指定的时间点对应，程序自动进行线性插值以得到在指定的时间点处的 数据。 处理杆单元(LINK68)时，为了得到导出数据，必须使用下列命令读结果到数据库中： 命令：ETABLE GUI:Main menu>General Postproc>Element Table>Define Table 命令：PLETAB GUI:Main menu>General Postproc>Plot Results>Elem Table Main menu>General Postproc>Element Table>Plot Elem Table 命令：PRETAB GUI:Main menu>General Postproc>List Results>List Elem Table Main menu>General Postproc>Element Table>Elem Table Data
    等值线显示： 命令：PLESOL, PLNSOL GUI:Main menu>General Postproc>Plot Results>Element Solution Main menu>General Postproc>Plot Results>Nodal Solu 矢量（箭头）显示： 命令：PLVECT GUI:Main menu>General Postproc>Plot Results>Predifined GUI:Main menu>General Postproc>Plot Results>User Defined 列表显示： 命令：PRESOL, PRNSOL, PRRSOL GUI:Main menu>General Postproc>List Results>Element Solution Main menu>General Postproc>List Results>Nodal Solu Main menu>General Postproc>List Results>Reaction Solu 其他后处理，请参见《ANSYS 基本过程手册》。 电流传导分析的其他例题 VM117 – 网路中的电流 VM170 – 正方形电流环中的磁场 VM173 – 电线中心线温度 静电场分析（h 方法） 静电场分析用以确定由电荷分布或外加电势所产生的电场和电场标量位（电压）分布。 该分析能加二种形式的载荷：电压和电荷密度。 静电场分析是假定为线性的，电场正比于所加电压。 静电场分析可以使用两种方法：h 方法和 p 方法。 h 方法静电场分析中所用单元 表 1. 二维实体单元
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