【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)部的建模過程。這里為什么強(qiáng)調(diào)是Maxwell的內(nèi)部建模過程呢?因?yàn)槿绻菍?dǎo)入的其它CAD軟件所建立的模型的話,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,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,所以無法直接使用)?！癆dd Variable”對(duì)話框會(huì)自動(dòng)彈出詢問變量的類型、單位和初始值,這里我們?nèi)鐖D填寫即可。之后點(diǎn)擊“OK”關(guān)閉對(duì)話框。

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-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)話框,點(diǎn)擊對(duì)話框上的“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)話框的“Table”選項(xiàng)卡中確認(rèn)參數(shù)化掃描過程中所有要經(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)行的話耗時(shí)將非?？捎^。