【ANSYS使用技巧】Maxwell參數(shù)化功能在建模時(shí)的技巧演示

很多高手都知道Maxwell的參數(shù)化功能可以應(yīng)用于邊界條件以及部件運(yùn)動(dòng)的定義,其實(shí)參數(shù)化功能同樣適用于Maxwell內(nèi)部的建模過(guò)程。這里為什么強(qiáng)調(diào)是Maxwell的內(nèi)部建模過(guò)程呢?因?yàn)槿绻菍?dǎo)入的其它CAD軟件所建立的模型的話(huà),在Maxwell中是很難再自定義零件特征的。所以一定是要用Maxwell內(nèi)部自帶的建模功能來(lái)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化效果。

今天就借屏蔽板的靜電場(chǎng)分析來(lái)詳細(xì)介紹一下Maxwell參數(shù)化功能在建模時(shí)的使用技巧。大家都知道屏蔽板的用途是保護(hù)電力設(shè)備中重要的元器件,在穩(wěn)定設(shè)備整體或者局部場(chǎng)強(qiáng)時(shí)有著重要的作用。而屏蔽板本身的倒角曲率很大程度上決定了其性能,一般的設(shè)計(jì)理念是盡量增大倒角的數(shù)值,使得在施加電壓一定的情況下,屏蔽板表面的電場(chǎng)值盡可能的小。如果巧用參數(shù)化功能來(lái)建模,一次分析就能完成若干個(gè)任務(wù),快速找到尺寸設(shè)計(jì)上的臨界值,大大提升工作效率。

第1步:建立box模型

在Maxwell的菜單中選擇Draw>Box來(lái)建立一個(gè)長(zhǎng)方體模型,模型的長(zhǎng)寬厚分別為1000mm, 300mm, 50mm。

第2步:建立四個(gè)常數(shù)倒角

在主界面空白處點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,在右鍵菜單中選擇“Select Edges”,將選擇模式轉(zhuǎn)化成可以選邊線(xiàn)的狀態(tài)。選擇如圖所示四個(gè)厚度方向的邊,之后在菜單中選擇Modeler>Fillet,在彈出的對(duì)話(huà)框中輸入100(mm)。

第3步:建立一側(cè)的參數(shù)化倒角

使用同樣的方法,選擇如圖所示的閉環(huán)邊線(xiàn),但是在定義倒角時(shí)候不是輸入具體的數(shù)值,而是輸入“R1”建立一個(gè)新的變量(因?yàn)椤癛”是Maxwell內(nèi)部保留的參數(shù)名,所以無(wú)法直接使用)。“Add Variable”對(duì)話(huà)框會(huì)自動(dòng)彈出詢(xún)問(wèn)變量的類(lèi)型、單位和初始值,這里我們?nèi)鐖D填寫(xiě)即可。之后點(diǎn)擊“OK”關(guān)閉對(duì)話(huà)框。

第4步:建立另一側(cè)的參數(shù)化倒角

這里需要注意的是,因?yàn)橐粋?cè)已經(jīng)建立的倒角為“R1”,而屏蔽板的厚度為50mm,所以另一側(cè)的倒角半徑可以設(shè)置成諸如“50mm-R1”的形式。這樣的組合可使屏蔽板在厚度方向上形成不含直線(xiàn)部分的全倒角形式,而且也符合幾何學(xué)的邏輯,不至于在分析時(shí)報(bào)錯(cuò)。當(dāng)然也可以設(shè)置成諸如“40mm-R1”的形式,這樣在厚度方向上將形成“倒角-直線(xiàn)-倒角”的形式,不會(huì)造成尖點(diǎn)的出現(xiàn),也就避免了尖點(diǎn)上的電場(chǎng)集中。但是在設(shè)置變量變化范圍的時(shí)候,需要注意不要出現(xiàn)負(fù)值倒角的情況。

第5步:參數(shù)化掃描分析設(shè)置

在Maxwell的Project Manager樹(shù)狀菜單中右鍵點(diǎn)擊Optimetrics項(xiàng),在彈出的菜單中依次選擇Add>Parametric,此時(shí)彈出“Setup Sweep Analysis”對(duì)話(huà)框,點(diǎn)擊對(duì)話(huà)框上的“Add”按鈕添加掃描功能,這里R1的初始值為20mm,最終值為40mm,變化步長(zhǎng)為5mm。之后,一定要點(diǎn)擊“Add >>”這個(gè)按鈕來(lái)完成定義。

第6步:參數(shù)掃描設(shè)置的確認(rèn)和其它設(shè)置

我們可以在“Setup Sweep Analysis”對(duì)話(huà)框的“Table”選項(xiàng)卡中確認(rèn)參數(shù)化掃描過(guò)程中所有要經(jīng)歷的數(shù)值。然后在“Options”選項(xiàng)卡中,勾選“Save Fields And Mesh”,這樣產(chǎn)生的結(jié)果文件雖然體積較大,但是方便后處理時(shí)的分析結(jié)果查看以及截圖等。

第7步:運(yùn)行分析

運(yùn)行分析后,Maxwell會(huì)提示參數(shù)化掃描分析的進(jìn)程,方便用戶(hù)掌握進(jìn)度和報(bào)錯(cuò)情況。

第8步:后處理

后處理中截取的圖片是不同倒角時(shí)的電場(chǎng)分布情況,可以明顯看出隨著倒角值的增加(從右至左的順序),相應(yīng)一側(cè)的電場(chǎng)強(qiáng)度有明顯的下降趨勢(shì)。借助Maxwell的參數(shù)化掃描分析功能,用戶(hù)的操作時(shí)間可以大大縮減。同樣的分析如果分別建模、設(shè)置、運(yùn)行的話(huà)耗時(shí)將非?？捎^。