ansys命令例子

输入B-H曲线 输入B-H曲线 退磁B-H曲线通常在第二象限，但需按第一象限输入，在输入的H值中要增加一个＂偏移量＂Hc（定义如下），图3显示了实际退磁曲线和ANSYS退磁曲线的差别。 Hc为矫顽力矢量的幅值，矫顽力矢量常和单元坐标系一起定义永磁体的极化轴方向。 下面例所示为一个条形磁体在总体坐标X－Y平面内处于与X轴呈300夹角的轴线上, 磁体单元被假定赋予一个局部单元座标系，该局部坐标系的X轴与极化方向一致。本例还展示了磁体退磁特性和相应的材料性质输入。 /PREP7 HC=3000! 矫顽力 BR=4000! 剩磁感应强度 THETA=30! 永磁体极性方向 *AFUN,DEG! 角度以度表示 MP,MGXX,2,HC! 矫顽力X分量 ! B-H 曲线: TB,BH,2! 材料号2的B－H曲线 TBPT,DEFI,-3000+HC,0! 偏移后的B－H曲线 TBPT,,-2800+HC,500! 第一点“DEFI”缺省 TBPT,,-2550+HC,1000 TBPT,,-2250+HC,1500 TBPT,,-2000+HC,1800 TBPT,,-1800+HC,2000 TBPT,,-1350+HC,2500 TBPT,,-900+HC,3000 TBPT,,-425+HC,3500 TBPT,,0+HC,4000 TBPLOT,BH,2! 绘制B－H曲线 算例----2-D螺线管致动器内静态磁场的分析（GUI方式） 2.4.1问题描述 把螺线管致动器作为2-D轴对称模型进行分析。计算衔铁部分（螺线管致动器的运动部分）的受力情况和线圈电感。螺线管致动器如图8所示。 2.4.2参数说明： 参数 说明 n=650 线圈匝数，在后处理中用 I=1.0 每圈电流 ta=.75 磁路内支路厚度 tb=.75 磁路下支路厚度 tc=.50 磁路外支路厚度 td=.75 衔铁厚度 wc=1 线圈宽度 hc=2 线圈高度 gap=.25 间隙 space=.25 线圈周围空间 ws=wc+2*space hs=hc+.75 w=ta+ws+tc 模型总宽度 hb=tb+hs h=hb+gap+td 模型总高度 acoil=wc*hc 线圈面积 jdens=n*i/acoil 线圈电流密度 2.4.3 处理方法和假设 假定线圈电流产生的磁通很小，铁区没有达到饱和，故只需进行线性分析的一次迭代求解。为简化分析，模型周围铁区的磁漏假设为很小，在法向条件下，可以在模型周围直接用空气来模拟漏磁影响。 由于假设模型边缘边界上没有磁漏，则通量与边界平行，用“flux parallel”施加模型的边缘边界条件。 对于稳态（DC）电流，可以以输入线圈面上的电流密度的形式输入电流。ANSYS的APDL可以通过线圈匝数、每圈电流、线圈面积计算电流密度。衔铁被专门标记出来，以便于进行磁力计算。 后处理中，用Maxwell应力张量方法和虚功方法分别处理电枢的受力，还得到了磁场强度及线圈电感等数据。 注意：本例题仅仅是众多2-D分析中的一个，不是所有分析都按相同的步骤和顺序进行。要根据材料特性或被分析的材料与周围条件的关系来决定要进行的分析步骤。 2.4.4 GUI实现 关于GUI方式的详细过程，参见ANSYS程序中自带的《ANSYS Tutorials》。 2.5 命令流实现 !/batch,list /PREP7 /TITLE,2D Solenoid Actuator Static Analysis ET,1,PLANE53! Define PLANE 53 as element type KEYOPT,1,3,1! Use axisymmetric analysis option MP,MURX,1,1! Define material properties (permeability) MP,MURX,2,1000! Permeability of backiron MP,MURX,3,1! Permeability of coil MP,MURX,4,2000! Permeability of armature /com,! Set parameter values for analysis n=650! Number of coil turns i=1.0! Current per turn ta=.75! Model dimensions (centimeters) tb=.75 tc=.50 td=.75 wc=1 hc=2 gap=.25 space=.25 ws=wc+2*space hs=hc+.75 w=ta+ws+tc hb=tb+hs h=hb+gap+td acoil=wc*hc! Cross-section area of coil (cm**2) jdens=n*i/acoil! Current density (A/cm**2) /PNUM,AREA,1 RECTNG,0,w,0,tb! Create rectangular areas RECTNG,0,w,tb,hb RECTNG,ta,ta+ws,0,h RECTNG,ta+space,ta+space+wc,tb+space,tb+space+hc AOVLAP,ALL RECTNG,0,w,0,hb+gap RECTNG,0,w,0,h AOVLAP,ALL NUMCMP,AREA! Compress out unused area numbers APLOT ASEL,S,AREA,,2! Assign attributes to coil AATT,3,1,1,0 ASEL,S,AREA,,1! Assign attributes to armature ASEL,A,AREA,,12,13 AATT,4,1,1 ASEL,S,AREA,,3,5! Assign attributes to backiron ASEL,A,AREA,,7,8 AATT,2,1,1,0 /PNUM,MAT,1! Turn material numbers on ALLSEL,ALL APLOT! Plot areas SMRTSIZE,4! Set　smart size meshing level 4 (fine) AMESH,ALL! Mesh all areas ESEL,S,MAT,,4! Select armature elements CM,ARM,ELEM! Define armature as a component FMAGBC,"ARM"! Apply force boundary conditions to armature ALLSEL,ALL ARSCAL,ALL,,,.01,.01,1,,1! Scale model to MKS (meters) FINISH /SOLU ESEL,S,MAT,,3! Select coil elements BFE,ALL,JS,1,,,jdens/.01**2! Apply current density (A/m**2) ESEL,ALL NSEL,EXT! Select exterior nodes D,ALL,AZ,0! Set potentials to zero (flux-parallel) ALLSEL,ALL FINISH /SOLU MAGSOLV! Solve magnetic field SAVE FINISH /POST1 PLF2D! Plot flux lines in the model FMAGSUM! Summarize magnetic forces PLVECT,B,,,,VECT,ELEM,ON! Plot flux density as vectors /GRAPHICS,POWER! Turn PowerGraphics on AVRES,2! Don"t average results across materials PLNSOL,B,SUM! Plot flux density magnitude FINISH 算例----2-D自由空间线圈的谐波磁场的分析（GUI） 问题描述 本算例计算自由空间中由AC电压激励的厚绞线型线圈上电流分布。 本算例采用的参数如下 材料特性 几何特性 载荷 μr=1.0（线圈） n=500匝（线圈匝数） V=V0cos(ωt) V0=12volts ω=60Hz μr=1.0（空气） s=0.02（线圈宽度） ρ＝3×10-8ohm-m（线圈） r=3*s/2米(线圈平均半径) 本算例使用了三种单元类型： 1）PLANE53, 模拟空气 2）带有CURR和AZ自由度的PLANE53，模拟载压线圈 3）INFIN110, 模拟远场单元. 注意：本例题仅仅是众多2-D分析中的一个，不是所有分析都按相同的步骤和顺序进行。要根据材料特性或被分析的材料与周围条件的关系来决定要进行的分析步骤。 步骤1：开始分析 　1.进入ANSYS程序． 2.选择Utility Menu>File>Change Title，出现改变任务题目对话框． 3.输入题目Voltage-fed thick stranded coil in free space. 4.按OK. 步骤2：定义分析参数 1.选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，出现定义参数对话框． 2.键入下列参数值： s=0.02 n=500 r=3*s/2 3. 按Close，关闭对话框． 步骤3：定义单元类型和选项 1.选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框． 2.按Add，出现单元类型库对话框． 3.选择Magnetic Vector和 Vect Quad 8nod53(PLANE53). 4.按Apply，再按Apply定义第二个单元类型（也用PLANE53）. 5.选择＂InfiniteBoundary＂和＂2D Inf Quad 110＂． 6.按OK，回到单元类型对话框． 7.选择单元类型1，再按Options，出现单元类型选项对话框． 8.将＂Element Behavior＂域改为＂Axisymmetric＂，再按OK． 9.在单元类型对话框中选择单元类型2，再按Options． 10.将＂Element degrees of freedom＂域改为＂AZ CURR＂． 11.将＂Element Behavior＂域改为＂Axisymmetric＂． 12.按OK． 13.在单元类型对话框中选择单元类型3，再按Options． 14.将＂Element Behavior＂域改为＂Axisymmetric＂． 15.按OK． 16.按Close，关闭单元类型对话框． 步骤4：设置电磁单位制 1.选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Electromag Units. 2.按OK，设置单位制为＂MKS System＂． 步骤5：定义材料特性 1.选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models.再在弹出菜单中顺序点取Electromagnetics，Relative Permeability，Constant 2.在＂Relative permeability(MURX)＂域中输入1.再按OK 3.选择Edit>Copy，点取OK，将材料1拷贝到材料2． 4.点取窗口左边的Material Model Number 2。 5.在右边窗口顺序点取Resistivity, Constant 6.在＂Electrical resistivity(RSVX)＂域中输入3.0E-8.并点取OK 7.选择Material>Exit退出材料定义窗口。 步骤6：创建实体面 1.选择Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-Rectangle>By Dimensions，出现创建矩形对话框． 2.在＂X coordinates＂域中输入s和2*s. 3.在＂Y coordinates＂域中输入s和s/2. 4.按OK，图形窗口中显示出所创建的矩形． 5.选择Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Areas-Circle>By Dimensions，出现创建圆对话框． 6. 在＂RAD1 Outer radius＂域中输入6*s. 7. 在＂THETA1 Starting angle(degrees)＂域中输入0. 8. 在＂THETA2 Ending angle(degrees)＂域中输入90. 9. 按Apply. 10. 在＂RAD1 Outer radius＂域中输入12*s. 11. 在＂THETA1 Starting angle(degrees)＂域中输入0. 12. 在＂THETA2 Ending angle(degrees)＂域中输入90. 13. 按OK. 步骤7：重叠实体面 1.选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Opetate>-Booleans-Overlap>Areas． 2.在拾取菜单中按Pick All,并在ANSYS工具栏窗口中点取SAVE_DB 步骤8：设置实体面特性 1.选择Utility Menu>PlotCtrls>Numbering，出现数字控制对话框． 2.设置＂Area numbers＂域为On. 3.按OK. 4.选择Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas，出现拾取菜单． 5.在图形窗口中选面1，按拾取菜单中的OK． 6.在＂Material number＂域中，选择2． 7.在＂Element type number＂域中，选择2 PLANE53． 8.按OK. 9.选择Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Opetate>Calc Geom Items>Of Areas． 10.在对话框中选择Normal. 11.按OK. 12.窗口中列出实体面的几何信息，阅读完毕后按Close． 13.选择Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data，出现标量参数列表． 14.选择左列的＂Model data＂，选择右列的＂Areas＂． 15.按OK，出现另一个菜单． 16.设置＂Name of parameter to be defined＂域为＂a＂． 17.在＂Area number N＂域中输入1． 18.设置＂Area data to be retrieved＂域为＂Area＂，再按OK． 19.按OK． 20.选择Main Menu>Preprocessor>-Attributes-Define>Picked Areas，出现拾取菜单． 21.在图形窗口中选面4，按拾取菜单中的OK． 22.按OK． 23.在＂Material number＂域中，选择1． 24.在＂Element type number＂域中，选择3 PLANE53. 25.按OK. 步骤9：设置网格密度 1.选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cylindrical． 2.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 3.选择＂Lines＂和＂By Location＂． 4.设置＂Min,Max＂域为9*s. 5.按OK. 6.选择Main Menu>Preprocessor>MeshTool． 7.在弹出菜单的Size Controls段，点取Lines,Set 8.在弹出菜单中点取Pick All 9.设置＂No. of element divisions＂域为1，再按OK. 10.在MeshTool菜单的Size Controls段，点取Globl,Set 11.设置＂No. of element divisions＂域为8，再按OK. 步骤10：为远场区划分网格，定义线圈参数 1.在MeshTool菜单的Mesh段，选择Areas, Quad, Map, 和 3/4 sides，然后点取MESH 2.在图形窗口中拾取实体面1和4． 3.按OK. 4.在MeshTool菜单中，打开SmartSizing，并将SmartSizing滑块移动到2 5.在MeshTool菜单的Size Controls段，点取Globl,Set 6.在"Element edge length"域输入s/4，点取OK 7.在MeshTool菜单的Mesh段，选择Areas, Tri, 和 Free，然后点取MESH 8.在图形窗口中拾取实体面5. 9.按OK. 10.选择Main Menu>Preprocessor>Real Constants >Add/Edit/Delete，出现实常数对话框． 11.按Add，出现单元类型对话框． 12.选择单元类型2，按OK，出现另一个对话框． 13.设置＂Coil cross-sectional area(CARE)＂域为2*a ,＂Total number of coil turns(TURN)＂域为n，＂Current in Z-direction(DIRZ)＂域为1，＂Coil fill factor(FILL)＂域为1. 14.按OK. 15.按Close，关闭实常数对话框． 步骤11：耦合线圈的电流自由度 1.选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，出现标量参数对话框． 2.输入n1=node(s,0,0)并回车. 3.按Close，关闭对话框． 4.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 5.选择＂Elements＂、＂By Attribute＂、＂Material num＂和＂From Full＂． 6.设置＂Min,Max ,Inc＂域为2． 7.按OK． 8.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 9.选择＂Nodes＂、＂Attached to ＂、"Elements" 和 "From Full"． 10.按OK． 11.选择Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple DOFs，出现拾取菜单． 12.按Pick All，出现耦合自由度对话框. 13.在＂Set reference number＂域输入1. 14.在＂Degree-of-freedom label＂域选择CURR. 15.按OK． 16.选择Utility Menu>Select>Everything. 步骤12：设置求解条件 1.选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS To>Global Cylindrical. 2.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 3.选择＂Nodes＂、＂By Location ＂和＂X Coordinates＂． 4.设置＂Min,Max＂域为12*s. 5.按OK． 6.选择Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Magnetic-Flag>-Infinite Surf- On Nodes，出现拾取菜单． 7.按Pick All. 8.选择Utility Menu>WorkPlane>Change Active CS to>Global Cartesian 9.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 10.选择＂Nodes＂、＂By Location ＂和＂X Coordinates＂． 11.设置＂Min,Max＂域为0. 12.按OK. 13.选择Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Magnetic-Boundary>-Flux Par"l-On Nodes，出现拾取菜单． 14.按Pick All。 15.选择Utility Menu>Select> Everything. 16.选择Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis，出现分析类型对话框． 17.选择Harmonic，再按OK. 18.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 19.选择＂Elements＂和＂By Attributes＂. 20.设置＂Min,Max＂域为2，再按OK. 21.选择Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Magnetic-Excitation>-Voltage Drop-On Elements，出现拾取菜单． 22.按Pick All. 23.在＂Voltage drop mag(VLTG)＂域中输入12，再按OK. 24.选择Utility Menu>Select>Everything. 25.选择Main Menu>Solution>-Load Step Opts-Time/Frequenc>Freq and Substps，出现对话框． 26.设置＂Harmonic freq range＂域的第一个值为60. 27.按OK. 步骤13：求解 选择Main Menu>Solution>Solve>Current LS. 步骤14：后处理 1.选择Main Menu>General Postproc>-Read Results-First Set. 2.选择Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot--2D Flux Lines，出现画2D磁力线对话框． 3.按OK，图形窗口中画出磁力线. 4.选择Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data，出现标量数据对话框． 5.从左列中选择＂Results data＂，从右列中选择＂Nodal results＂． 6.按OK，出现节点结果对话框． 7.在＂Name of parameter to be defined＂域中输入＂curreal＂，再按回车键． 8.在＂Node number N＂域中输入＂nl＂，再按回车键． 9.在＂Results data to be retrieved＂域中选择＂Current CURR＂． 10.按OK. 11.选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，出现标量参数列表． 12.可以看到＂curreal= 1.19＂，按Close. 13.选择Main Menu>General Postproc>Read Results>By Load Step，出现对话框． 14.设置＂Real or imaginary part＂域为Imaginary part，再按OK. 15.选择Main Menu>General Postproc>Plot Results >-Contour Plot--2D Flux Lines，出现画2D磁力线对话框． 16.按OK，图形窗口中画出虚部磁力线. 17.选择Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data，出现标量数据对话框． 18.从左列中选择＂Results data＂，从右列中选择＂Nodal results＂． 19.按OK，出现节点结果对话框． 20.在＂Name of parameter to be defined＂域中输入＂curimag＂． 21.按OK. 22.选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters，出现标量参数列表． 23.可以看到＂curimag= -1.62＂，按Close. 步骤15： 按工具条中的Quit按钮，退出ANSYS程序。 3.10 ANSYS命令流实现 /batch,list /prep7 /title,　Voltage-fed thick stranded coil in free space /com,Calculate the current in　the coil from an applied AC voltage /com, /com,Parameters /com,n = 500 coil turns /com,s =　.02 (coil winding width and depth) meters /com,r　= 3*s/2 meters (mean radius of coil) /com, /com, /nopr et,1,53,,,1! air et,2,53,2,,1! voltage forced coil et,3,110,,,1! far-field emunit,mks mp,murx,1,1 mp,murx,2,1 mp,rsvx,2,3.00e-8! resistivity of coil s=.02 n=500 r=3*s/2 rectng,s,2*s,0,s/2 pcirc,0,6*s,0,90 pcirc,0,12*s,0,90 aovlap,all asel,s,area,,1 aatt,2,1,2 asum *get,a,area,,area! area of 1/2 coil cross-section asel,s,area,,4 aatt,1,1,3 asel,all csys,1 lsel,s,loc,x,9*s lesize,all,,,1 esize,,8 mshape,0,2d! mapped mesh with quads mshkey,1 amesh,1,4,3! mesh far-field and coil smrtsize,2 esize,s/4 mshape,1,2d! specify triangle elements mshkey,0! free mesh amesh,5! mesh air region r,1,2*a,500,,1,1! coil constants n1=node(s,0,0)! get a node on the coil esel,s,mat,,2! get coil elements nsle,s cp,1,curr,all! couple curr dof in coil allsel,all csys,1 nsel,s,loc,x,12*s sf,all,inf! set infinite surface flag csys,0 nsel,s,loc,x,0 d,all,az,0! flux-parallel condition allsel,all finish /solu antype,harm esel,s,mat,,2 bfe,all,vltg,,12! 12 volts load (real) esel,all harfrq,60! 60 Hz. solve finish /post1 set,1 plf2d! Plot real flux lines *get,ireal,node,n1,curr set,1,1,,1 plf2d! Plot imaginary flux lines *get,imag,node,n1,curr *status!　Imaginary and real components of current finish 算例----二维非线性谐波分析（命令流方式） 一块厚度为5mm半无限钢板在一个线圈产生的磁场强度Hm=2644.1A/m的条件下（50Hz），计算它的焦耳损耗（涡流损耗）。其理论结果为1360.68w/m 本算例采用的参数如下 材料特性 几何特性 载荷 μr=1.0（线圈） dd=0.0025m Hm=2644.1A/m J=Hm/dy ω=50Hz B-H曲线（钢板） dx=dd/6 ρ＝1/5.0e6ohm-m（钢板） dy=dd/6 由于对称性，分析模型取板厚的一半。宽度dx任意，在Y=0处，AZ设置为0。上部线圈节点对AZ耦合，电流密度为J=Hm/dy，采用两步非线性求解法。 命令流实现 /batch,list /title,Eddy current　loss in thick steel plate (NL harmonic) /com, **************************************************************** /com, /com,Description:A semi-infinite steel　plate of thickness 5 mm is /com,subject to tangential field Hm=2644.1. 50 Hz. sigma=5e6 S/m /com,The plate has　a B-H curve represented by Frohlich model /com,B=H/(alpha + beta |H| with alpha=156, beta=.59. /com, /com,Ref:K.K. Lim and P.　Hammond, "Universal loss chart for the /com,calculation　of eddy-current losses in thick steel plates," /com,Iee Proc., vol.117, no.4, p.861, April 1970. /com, /com,Test purpose:Perform a nonlinear harmonic analysis with PLANE53. /com,Compare eddy　current loss with the target P=1360.68 Watt/m^2 /com,as obtained from the universal loss chart. /com, ***************************************************************** /com, /com, /nopr ! /prep7 dd=2.5e-3! 1/2 height of plate Hm=2644.1! imposed H field sigma=5.0e6! material conductivity ff=50! frequency (Hz) dx=dd/6! modeled plate width dy=dd/6! coil height ! et,1,plane53 mp,murx,1,1.! coil relative permeability tb,bh,2,,25! plate B-H curve tbpt,,100,.46512 tbpt,,200,.72993 tbpt,,300,.90090 tbpt,,400,1.0204 tbpt,,500,1.1086 tbpt,,600,1.1765 tbpt,,700,1.2302 tbpt,,800,1.2739 tbpt,,900,1.3100 tbpt,,1000,1.3405 tbpt,,1400,1.4257 tbpt,,1800,1.4778 tbpt,,2200,1.5131 tbpt,,2600,1.5385 tbpt,,3000,1.5576 tbpt,,3400,1.5726 tbpt,,3800,1.5847 tbpt,,4200,1.5945 tbpt,,4600,1.6028 tbpt,,5000,1.6098 tbpt,,7000,1.6332 tbpt,,9000,1.6465 tbpt,,11000,1.6551 tbpt,,13000,1.6611 tbpt,,15000,1.6656 mp,rsvx,2,1/sigma ! rect,0,dx,0,dd! plate rect,0,dx,dd,dd+dy! coil aglue,all ! asel,s,loc,y,dd,dd+dy aatt,1,0,1 asel,s,loc,y,0,dd aatt,2,0,1 asel,all amesh,all ! nsel,s,loc,y, d,all,az,0.! flux-parallel nsel,s,loc,y,dd+dy cp,1,az,all! couple for flux-parallel nsel,all fini ! /solu antype,harmic esel,s,mat,,1 bfe,all,JS,,0.,0.,Hm/dy,0.! apply coil current density esel,all hmagsolv,ff,,1e-2! solve nonlinear problem fini ! /post1 ! ! compute losses ! set,last,1,,0 esel,s,mat,,2 powerh! extract losses in plate (W/m) pavg=pavg*2/dx! convert to (W/m**2) *vwrite,pavg (/`Computed eddy current loss:",f9.4,`Watts/m**2") finish 2-D螺线管致动器内瞬态磁场的分析（GUI） 把螺线管致动器作为2-D轴对称模型进行分析。计算衔铁部分（螺线管致动器的运动部分）的受力情况、线圈电感和电压激励下的线圈电流。螺线管致动器如图2所示。 参数说明： 参数 说明 n=650 线圈匝数，在后处理中用 ta=.75 磁路内支路厚度 tb=.75 磁路下支路厚度 tc=.50 磁路外支路厚度 td=.75 衔铁厚度 wc=1 线圈宽度 hc=2 线圈高度 gap=.25 间隙 space=.25 线圈周围空间 ws=wc+2*space hs=hc+.75 w=ta+ws+tc 模型总宽度 hb=tb+hs h=hb+gap+td 模型总高度 acoil=wc*hc 线圈面积 处理方法和假设 此模型与第2章“2D静态磁场分析”中的模型完全一致。只不过激励源是随时间变化的电压，不再是稳态直流电流。 在0.01秒时间内给线圈加电压（斜坡式）０伏到12伏，然后电压保持常数直到0.06秒。线圈要求定义其他特性，包括横截面面积和填充系数。本例使用了铜的阻抗，衔铁部分假设为钢，故也应该输入电阻。 本例题的目的在于研究在已知变化电压载荷下，线圈电流、衔铁受力和线圈电感随时间的响应情况（由于电枢中的涡流效应，线圈电感会有微小变化）。 求解时，使用恒定时间步长，分为3个载荷步，分别设置在0.01、0.03、0.06秒。在时间历程后处理器中，对于已经定义好的部件可以用PMGTRAN命令或者其等效路径计算需要的结果，并可用DISPLAY程序显示从该命令生成的filemg_trns.plt文件中的结果。 步骤１：开始分析 1.进入ANSYS程序． 2.选择Utility Menu>File>Change Title，出现改变任务题目对话框． 3.输入题目2-D Solenoid Actuator Transient Analysis. 4.按OK. 5.选择Main Menu>Preferences，出现参考框． 6.按＂Magnetic-Nodal＂选项． 7.按OK． 步骤２：定义单元类型 1.选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete，出现单元类型对话框． 2.按Add，出现单元类型对话框． 3.选择PLANE53单元． 4.按Apply． 5.按OK，单元类型对话框中列出单元类型2． 6.选择单元类型1，按Options，出现PLANE53单元类型选项对话框． 7.将＂Element Behavior＂域改为＂Axisymmetric＂． 8.按OK，回到单元类型对话框． 9.选择单元类型2，按Options，出现PLANE53单元类型选项对话框． 10.将＂Element Behavior＂域改为＂Axisymmetric＂． 11.将＂Element degree(s) of freedom＂域改为＂AZ CURR＂． 12.按OK． 13.按单元类型对话框中的Close． 步骤３：定义材料特性 1.选择Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models． 2.顺序双击Electromagnetics, Relative Permeability, Constant． 3.在＂Relative permeability＂(MURX)域中输入1，并点取OK。 4.在材料定义窗口选择Material>New Model，输入材料号2，点取OK。 5.再次点取Constant． 6.在＂Relative permeability＂(MURX)域中输入1000，并点取OK． 7.在材料定义窗口选择Edit>Copy，在from Material number域输入1，在to Material number域输入3。 8.在材料定义窗口，双击Material Model Number 3． 9.顺序双击Resistivity, Constant 10.在＂Electrical resistivity＂(RSVX)域中输入3E-8，并点取OK． 11.在材料定义窗口选择Edit>Copy，在from Material number域输入3，在to Material number域输入4． 12.在材料定义窗口，双击Material Model Number 4和Permeability (constant). 13.将＂Relative permeability＂(MURX)域的值该为2000，并点取OK． 14.在材料定义窗口的Material Model Number 4下，双击Resistivity (constant). 15.将＂Electrical resistivity＂(RSVX) 域的值该为70E-8，并点取OK． 16.在材料定义窗口，选择Material>Exit。 步骤４：定义几何载荷输入参数 1.选择Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters, 出现标量参数对话框． 2.输入下列参数值： n=650 ta=.75tb=.75 tc=.50td=.75 wc=1hc=2 gap=.25space=.25 ws=wc+2*spacehs=hc+.75 w=ta+ws+tchb=tb+hs h=hb+gap+tdacoil=wc*hc 3.按Close． 步骤５：定义实常数 1.选择Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete，出现实常数对话框． 2.按Add，出现为实常数选择单元类型对话框． 3.选择单元类型2，再按OK，出现PLANE53单元的实常数对话框． 4.输入下列各值： 　　　·　＂Coil cross-sectional area＂(CARE)域：acoil*(.01**2) 　　　·　＂Total number of coil turns＂(TURN)域：n 　　　·　＂Current in z-direction＂(DIRZ)域：1 　　　·　＂Coil fill factor＂(FILL)域：.95　　　 5.按OK，实常数对话框中列出常数组1． 6.按实常数对话框中的Close． 步骤６：创建矩形区 1.按Main menu>Preprocessor>-Modeling->Create>-Areas->Rectangle>By Dimensions，出现创建矩形（根据尺寸）对话框． 2.输入下列各值： 　　　　X1域：0X2域：w Y1域：0Y2域：tb 3.按OK． 4.选择Utility Menu>PlotCtrls>Numbering，出现画图数字控制对话框． 5.打开＂Area Numbers＂． 6.按OK． 7.选择Utility Menu>Plot>Areas，图形窗口中出现第一个矩形． 8.要创建第二个矩形，重复第1、2步，只是改输下列各值： 　　　　X1域：0X2域：w Y1域：tbY2域：hb 9.按Apply． 10.要创建第三个矩形，改输下列各值： X1域：taX2域：ta+ws Y1域：0Y2域：h 11.按Apply． 12.要创建第四个矩形，改输下列各值： X1域：ta+spaceX2域：ta+space+wc Y1域：tb+spaceY2域：tb+space+hc 13.按OK． 14.选择Utility Menu>Plot>Replot，图形窗口中显示出了四个矩形． 步骤７：重叠(overlap)面 1.选择Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate->-Booleans->Overlap> Areas，出现重叠面拾取菜单． 2.按Pick All．面显示自动更新． 3.按工具条中的SAVE_DB按钮，将模型存入数据库中去． 步骤８：创建最后两个面 1.选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>-Areas->Rectangle>By Dimensions，出现创建矩形（根据尺寸）对话框． 2.输入下列值，创建第五个面： X1域：0X2域：w Y1域：0Y2域：hb+gap 3.按Apply． 4.输入下列值，创建第六个面： X1域：0X2域：w Y1域：0Y2域：h 5.按OK． 步骤９：重叠最后两个面 1.选择Main Menu>Preprocessor>-Modeling->Operate->-Booleans->Overlap> Areas，出现重叠面拾取菜单． 2.按Pick All，屏幕自动更新． 步骤10：压缩(Compress)不用的面号 1.选Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Compress Numbers，出现压缩号对话框．将＂Nodes＂改为＂All＂． 2.将＂Nodes＂改为＂All＂，按OK． 3.选择Utility Menu>Plot>Replot． 4.按工具条中的SAVE_DB按钮，将模型存入数据库中去． 步骤11：给面赋予特性 1.选择Main Menu>Preprocessor>-Attributes->Define>Picked Areas，出现面特性拾取菜单． 2.点一下线圈面A2，再按拾取菜单中的OK，出现面特性对话框． 3.在＂Material number＂下面的对话框中输入＂3＂． 4.设置＂Element type number＂域为＂2＂．　 5.按Apply，出现面特性拾取对话框． 6.打开Box按钮． 7.按住鼠标左键并拖动，直到用虚线框围住面1，12和13，这些面的颜色改变表示已被选上． 8.按OK，出现面特性对话框． 9.改材料号为4． 10.改单元类型号为1. 11.按Apply． 12.点面3,4,5,7和8，再按面特性拾取菜单中的OK，出现面特性对话框． 13.改材料号为2，再按OK． 14.选择Utility menu>PlotCtrls>Numbering，出现画图数字控制对话框． 15.按＂Elem/Attrib numbering＂按钮，选择＂Material numbers＂，再按OK． 16.按工具条中的SAVE_DB按钮，将模型存入数据库中去． 步骤１２：给模型划分网格 1.按Main Menu>Preprocessor>MeshTool，出现MeshTool对话框． 2.将＂SmartSizing＂设为on，并将SmartSizing滑块移动到4． 3.在MeshTool对话框顺序点取Areas, Quad, 和 Free，出现划分面拾取菜单． 4.按Pick All． 5.点取MeshTool对话框的Close。 步骤１３：将衔铁单元定义成一个组件 1.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 2.在第一个下拉菜单中将＂Nodes＂改成＂Elements＂，在第二个下拉菜单中选择＂By Num/Pick＂． 3.按OK，出现选择单元拾取菜单． 4.打开Box按钮． 5.在图形窗口，按住鼠标左键并拖动，直到用虚线框围住衔铁（上面的矩形），确认只有衔铁中的单元被选上． 6.在选择单元拾取菜单中按OK． 7.选择Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component，出现创建组件对话框． 8.在＂Component name＂域中输入＂arm＂． 9.在＂Component is made of＂域中选择＂Elements＂． 10.按OK． 11.选择Utility Menu>Select>Everything． 步骤１４：给转子加边界条件 1.选择Choose Main Menu>Preprocessor>Loads>-Loads-Apply> -Magnetic-Flag>Comp. Force/Torq，出现加磁力边界条件对话框． 2.选择组件名＂arm＂． 3.按OK． 4.按Close． 步骤１５：将线圈单元定义成一个组件 1.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 2.在第一个下拉菜单中将＂Nodes＂改成＂Elements＂，在第二个下拉菜单中选择＂By Num/Pick＂． 3.按OK，出现选择单元拾取菜单． 4.打开Box按钮． 5.在图形窗口，按住鼠标左键并拖动，直到用虚线框围住线圈单元． 6.在选择单元拾取菜单中按OK． 7.选择Utility Menu>Select>Entities，出现选择实体对话框． 8.在第一个下拉菜单中选择＂Nodes＂，在第二个下拉菜单中选择＂By Num/Pick＂，出现选择节点对话框． 9.打开Box按钮． 10.在图形窗口，按住鼠标左键并拖动，直到用虚线框围住线圈节点． 11.按OK，图形窗口中显示出所选择的节点． 12.选择Main Menu>Preprocessor>Coupling/Ceqn>Couple DOFs，出现定义自由度耦合拾取菜单． 13.在图形窗口，按住鼠标左键并拖动，直到用虚线框围住线圈节点． 14.按OK，出现定义自由度耦合对话框． 15.在＂set reference number1＂域输入＂1＂． 16.设置＂degree-of-freedom label＂域为＂CURR＂． 17.按OK． 18.选择Utility Menu>Select>Comp/Assembly>Create Component，出现创建组件对话框． 19.在＂Component name＂域中输入＂coil＂． 20.在＂Component is made of＂域中选择＂Elements＂，并点取OK． 21.选择Utility Menu>Select>Everything． 步骤１６：缩放模型，使其采用MKS单位制（米） 1.选择Main Menu>P