利用Ansoft/Maxwell进行应力分析的可行性
总所周知,Ansoft Maxwell主要是用来计算低频电磁产品的有限元分析的,其核心是根据所见模型的边界条件和麦克斯韦方程,迭代计算各单元格内的矢量磁位,以此求解出B, H,磁共能,力矩等。图1
使用过该软件的学友应该都了解,在输入诸如硅钢片材料时只要激活View/Edit Material for All Products时便可更改材料的一些力学性能,如密度、杨氏弹性模量、泊松比等,那么按理说Maxwell也可以计算材料内部的应力场了,目前也有坛友有如此诉求:
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笔者以教程中的Prius电机为例,做了一个分析,在峰值电流对应的最大转矩下算了一下内部的应力场,发现主要应力集中在磁钢上面的切向磁桥处(参见图2)。
图2
图2与笔者的预测很相似,但是看应力场最大的地方已经超出了color bar中最大值300MPa,实际情况:对于一般的硅钢片材料,这么大的应力很可能产生塑性形变,造成结构力破坏。那么这个数值可信么? 一开始笔者首先想到的是:首先电磁有限元模型跟机械有限元模型不同,对于磁钢、槽等地方要做倒角处理;其二,默认的材料弹性模量和泊松比都是0,可能软件认为受力分析的物体近似刚体,这样算出来的应力场肯定会在尖角位置特别大。
图3
于是,笔者尝试将硅钢片材料的弹性模量和泊松比改成实际值(见图3),在其他条件都不变的前提下尝试了同样的仿真,发现结果跟图2一模一样。由此不得不怀疑Maxwell分析结构应力大小的可行度。
接:
当然,从分析的角度考虑也有可能是All Product选项中的参数未必被激活,我尝试了一下,没发现修改后的参数在Active Design中显现。而且最好把模型做倒角处理,因为工作量较大笔者时间原因,无力在此给出答案。
目前我的结论是: 可以用Ansoft/Maxwell做应力分布的趋势,但具体数值值得商榷,有条件的话最好还是基于Ansys分析。 谢谢楼主拿出好东西来分享 楼主好厉害~!! pat 发表于 2013-8-5 22:50
接:
当然,从分析的角度考虑也有可能是All Product选项中的参数未必被激活,我尝试了一下,没发现修改后 ...
根据宣传来讲,Maxwell算应力分布应该是可以的,也可以导入到workbench和mechanics进行耦合仿真观看进一步的应力形变等;但是具体数值我没有进行过验证;
现在对于应力只是用来观测,看看force分布,force mode什么的,只是定性来比较 请问楼主,在瞬态场力能求得物体内部应力场的分布吗?我利用fileds——volume_force_density这个选项,不知道这个对不对? 在ansys里面用什么product来分析应力??
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