利用Ansoft/Maxwell进行应力分析的可行性

pat

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：
https://bbs.simol.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=39069

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？

pat

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。

pat

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。

a494799637

谢谢楼主拿出好东西来分享

snchu

楼主好厉害~！！

Edwin_Sun

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

anhuilin

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？

唯心有物

在ansys里面用什么product来分析应力？？