تغییر شکل صفحه آهن توسط نیروی مغناطیسی
معرفی
یک آهنربای دائمی قوی در نزدیکی یک صفحه نازک محکم شده از آهن قرار می گیرد. نیروی مغناطیسی باعث انحراف صفحه می شود. این مثال تغییر شکل الاستیک و تنش صفحه را مطالعه می کند. تغییر شکل صفحه بر توزیع میدان مغناطیسی تأثیر دارد. این اثر به دلیل استفاده از توری متحرک در هوای اطراف صفحه است. این مدل با استفاده از رابط مغناطیسی مکانیک، بدون جریان چندفیزیکی تنظیم شده است.
تعریف مدل
هندسه شامل یک آهنربای دائمی و یک صفحه فلزی است که توسط هوا احاطه شده است.
شکل 1: هندسه کامل سه بعدی.
صفحه الاستیک است و از آهن نرم با خواص مغناطیسی غیرخطی که به عنوان منحنی BH نشان داده شده در شکل 3 مشخص شده است ساخته شده است . ضخامت اولیه صفحه 1 میلی متر است. دو مرز جانبی کوتاهتر صفحه ثابت است و تمام مرزهای دیگر آزاد هستند.
آهنربا از دو آهنربای مستطیلی N35 تشکیل شده است که توسط یک قطعه آهنی منحنی مانند شکل 1 نشان داده شده است . آهنربا در فضا ثابت است و بخشی از تحلیل سازه نیست.
به دلیل تقارن، می توانید تنها یک چهارم آهنربا و صفحه را مدل کنید. علاوه بر این، میدان مغناطیسی باید در هوای اطراف با استفاده از یک جعبه مرزی نشان داده شده در شکل 2 محاسبه شود.
شکل 2: هندسه مدل.
برای گنجاندن تأثیر تغییر فاصله زمانی که صفحه توسط میدان مغناطیسی منحرف میشود، یک شبکه متحرک را در یک لایه نازک اطراف صفحه تنظیم میکنید، همانطور که در شکل 2 مشاهده میشود . مش آزاد است تا در داخل لایه تغییر شکل دهد و می تواند روی مرزهای برش متقارن بلغزد.
برای مشکل ساختاری و مش متحرک، شرایط تقارن در هر دو صفحه برش تقارن استفاده می شود. با این حال، مسئله مغناطیسی به یک شرط تقارن در یکی از صفحات برش (در سمت چپ در شکل 2 ) و یک شرط ضد تقارن در مورد دیگر (در سمت راست در شکل 2 ) نیاز دارد.
شکل 3: منحنی BH برای آهن نرم.
نتایج و بحث
میدان مغناطیسی و جابجایی صفحه برای چندین مقدار فاصله اولیه، dm ، بین صفحه و قطب های آهنربا محاسبه شده است.
نتایج محاسبات برای dm = 3 میلی متر برای هندسه کامل در شکل 4 – شکل 7 با استفاده از مجموعه داده های آینه ای نمایش داده شده است.
شکل 4 نشان می دهد که سطح تنش در صفحه تغییر شکل داده شده متوسط است و بسیار کمتر از قدرت تسلیم مواد است. شکل 6 و شکل 7 نشان می دهد که چگالی شار مغناطیسی می تواند به مقادیر بسیار قابل توجهی برسد، به طوری که بخش های خاصی از صفحه در حالت مغناطیسی نزدیک به اشباع مواد قرار می گیرند.
شکل 4: توزیع تنش در صفحه برای فاصله اولیه 3 میلی متر تا آهنربا.
شکل 5: جابجایی صفحه برای فاصله اولیه 3 میلی متر تا آهنربا.
شکل 6: چگالی شار مغناطیسی برای فاصله اولیه 3 میلی متر بین صفحه و آهنربا.
شکل 7: چگالی شار مغناطیسی و شار مغناطیسی در یک برش موازی با سطح بالایی صفحه برای فاصله اولیه 3 میلی متر بین صفحه و آهنربا جریان می یابد.
شکل 8 نشان می دهد که انحراف نسبی صفحه می تواند قابل توجه باشد، که نیاز به استفاده از مش متحرک را هنگام محاسبه میدان مغناطیسی در هوای اطراف توجیه می کند.
شکل 8: حداکثر جابجایی صفحه بر حسب درصد فاصله اولیه بین صفحه و قطب های آهنربا.
شکل 9 تطابق بسیار خوبی را بین نیروی کشش مغناطیسی کل و نیروی واکنش ساختاری کل برای تمام مقادیر مطالعه شده فاصله اولیه بین صفحه و قطب های آهنربا نشان می دهد.
شکل 9: کل نیروی مغناطیسی کششی و کل نیروی واکنش ساختاری (برای هندسه کامل دوباره محاسبه می شود).
نکاتی درباره پیاده سازی COMSOL
این مدل با استفاده از رابط مغناطیسی مکانیک، بدون جریان چندفیزیکی تنظیم شده است. هنگامی که این رابط به یک مدل اضافه می شود، یک رابط مکانیک جامد و یک میدان مغناطیسی، رابط فیزیک بدون جریان به طور خودکار به همراه ویژگی جفت چندگانه نیروهای مغناطیسی اضافه می شود. دو گره مرتبط با مش متحرک نیز به طور خودکار اضافه می شوند: یک دامنه تغییر شکل و یک شرط مرزی Symmetry/Roller.
بدنه مغناطیسی و نیروهای سطحی وارد بر صفحه به طور خودکار توسط ویژگی کوپلینگ در انتخاب آن اعمال می شود. بعداً در مدلسازی، یک گره محاسبه نیرو را نیز در رابط فیزیک میدانهای مغناطیسی، بدون جریان اضافه میکنید. گره فقط در پس پردازش برای محاسبه کل نیروی وارد بر صفحه استفاده می شود.
مسیر کتابخانه برنامه: ACDC_Module/Electromagnetics_and_Mechanics/plate_deflected_by_magnet
دستورالعمل های مدل سازی
از منوی File ، New را انتخاب کنید .
جدید
در پنجره جدید ، روی Model Wizard کلیک کنید .
مدل جادوگر
1
|
در پنجره Model Wizard ، روی 3D کلیک کنید .
|
2
|
در درخت Select Physics ، Structural Mechanics>Electromagnetics-Structure Interaction>Magnetomechanics>Magnetomechanics، No Currents را انتخاب کنید .
|
3
|
روی افزودن کلیک کنید .
|
4
|
روی مطالعه کلیک کنید .
|
5
|
در درخت انتخاب مطالعه ، General Studies>Stationary را انتخاب کنید .
|
6
|
روی Done کلیک کنید .
|
تعاریف جهانی
پارامترها، هندسه
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Global Definitions روی Parameters 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، پارامترها، هندسه را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Parameters را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
نام
|
اصطلاح
|
ارزش
|
شرح
|
dm
|
3[mm]
|
0.003 متر
|
فاصله تا آهنربا
|
اسب بخار
|
1[mm]
|
0.001 متر
|
ضخامت صفحه
|
lp
|
20[cm]
|
0.2 متر
|
طول بشقاب
|
wp
|
6[cm]
|
0.06 متر
|
عرض بشقاب
|
اچ
|
7[cm]
|
0.07 متر
|
فاصله تا دیوار پایین
|
هندسه 1
صفحه کار 1 (wp1)
1
|
در نوار ابزار هندسه ، روی صفحه کار کلیک کنید .
|
از صفحه کار برای تنظیم یک چهارم هندسه آهنربا استفاده کنید.
2
|
در پنجره تنظیمات برای صفحه کار ، قسمت تعریف هواپیما را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Plane ، zy-plane را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت متن x-coordinate ، 0.01 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> هندسه صفحه
در پنجره Model Builder ، روی صفحه هندسه کلیک کنید .
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 1 (c1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Circle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.04 را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت متنی Sector angle عدد 90 را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، 0.06 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> دایره 2 (c2)
1
|
روی Component 1 (comp1)>Geometry 1>Work Plane 1 (wp1)>Plane Geometry>Circle 1 (c1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات دایره ، بخش اندازه و شکل را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Radius ، 0.02 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> تفاوت 1 (dif1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Booleans and Partitions کلیک کنید و Difference را انتخاب کنید .
|
2
|
فقط شی c1 را انتخاب کنید.
|
3
|
در پنجره تنظیمات برای تفاوت ، بخش تفاوت را پیدا کنید .
|
4
|
زیربخش اشیاء را برای تفریق پیدا کنید . برای انتخاب دکمه ضامن فعال کردن انتخاب کلیک کنید .
|
5
|
فقط شی c2 را انتخاب کنید.
|
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 1 (r1)
1
|
در نوار ابزار Work Plane ، روی Rectangle کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width ، 0.05 را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت متن ارتفاع ، 0.02 را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن yw ، 0.02 را تایپ کنید .
|
صفحه کار 1 (wp1)> مستطیل 2 (r2)
1
|
روی Component 1 (comp1)>Geometry 1>Work Plane 1 (wp1)>Plane Geometry>Rectangle 1 (r1) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Rectangle ، بخش Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width ، 0.01 را تایپ کنید .
|
4
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت نوشتار xw ، 0.05 را تایپ کنید .
|
5
|
روی Build Selected کلیک کنید .
|
اکسترود 1 (ext1)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Geometry 1 روی Work Plane 1 (wp1) کلیک راست کرده و Extrude را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Extrude ، بخش Distances را پیدا کنید .
|
3
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
فواصل (متر)
|
0.01
|
یک بلوک به عنوان یک چهارم بشقاب اضافه کنید.
بلوک 1 (blk1)
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Block کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width ، wp/2 را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت Depth text lp/2 را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن ارتفاع ، hp را تایپ کنید .
|
6
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -(dm+hp) را تایپ کنید .
|
در نهایت، یک جعبه مرزی برای هندسه تنظیم کنید، که حوزه های هوای اطراف را مشخص می کند.
بلوک 2 (بلک2)
1
|
در نوار ابزار Geometry ، روی Block کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Block ، قسمت Size and Shape را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت متن Width ، 2*wp را تایپ کنید .
|
4
|
در قسمت Depth text lp/2+wp را تایپ کنید .
|
5
|
در قسمت متن ارتفاع ، 0.2 را تایپ کنید .
|
6
|
قسمت Position را پیدا کنید . در قسمت متن z ، -H را تایپ کنید .
|
7
|
برای گسترش بخش لایه ها کلیک کنید . دو لایه را برای تعریف دامنه مشخص کنید، جایی که از یک مش متحرک استفاده می شود.
|
8
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
نام لایه
|
ضخامت (متر)
|
لایه 1
|
H-2*dm-hp
|
لایه 2
|
2*dm+hp
|
9
|
روی Build All Objects کلیک کنید .
|
10
|
روی دکمه Transparency در نوار ابزار Graphics کلیک کنید .
|
مواد را اضافه کنید
1
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material باز شود .
|
2
|
به پنجره Add Material بروید .
|
مواد بشقاب و آهنربا را اضافه کنید.
3
|
در درخت، AC/DC> Soft Iron (Without Losses) را انتخاب کنید .
|
4
|
کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید .
|
5
|
در درخت، AC/DC>Hard Magnetic Materials>Sintered NdFeB Grades (Chinese Standard)>N35 (Sintered NdFeB) را انتخاب کنید .
|
6
|
کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید .
|
مواد
N35 (Sintered NdFeB) (mat2)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی N35 (Sintered NdFeB) (mat2) کلیک کنید .
|
2
|
فقط دامنه 6 را انتخاب کنید.
|
از هوا در حوزه های اطراف استفاده کنید.
مواد را اضافه کنید
1
|
به پنجره Add Material بروید .
|
2
|
در درخت، Built-in>Air را انتخاب کنید .
|
3
|
کلیک راست کرده و Add to Component 1 (comp1) را انتخاب کنید .
|
4
|
در نوار ابزار Home ، روی Add Material کلیک کنید تا پنجره Add Material بسته شود .
|
مواد
هوا (مت3)
فقط دامنه های 1، 2 و 4 را انتخاب کنید.
مش متحرک را در ناحیه هوای اطراف صفحه تنظیم کنید.
مش متحرک
تغییر شکل دامنه 1
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Moving Mesh روی Deforming Domain 1 کلیک کنید .
|
2
|
فقط دامنه 2 را انتخاب کنید.
|
اجازه دهید مش روی مرزهایی که برش های تقارن را نشان می دهد بلغزد.
تقارن / غلتک 1
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Symmetry/Roller 1 کلیک کنید .
|
2
|
فقط مرزهای 4 و 5 را انتخاب کنید.
|
تجزیه و تحلیل ساختاری را فقط در حوزه ای که صفحه را نشان می دهد انجام دهید.
مکانیک جامدات (جامدات)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1) روی Solid Mechanics (solid) کلیک کنید .
|
2
|
فقط دامنه 3 را انتخاب کنید.
|
محدودیت ثابت 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Fixed Constraint را انتخاب کنید .
|
یک طرف مرز صفحه ثابت است.
2
|
فقط مرز 29 را انتخاب کنید.
|
دو مرز جانبی خارجی نشان دهنده برش های تقارن است.
تقارن 1
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Symmetry را انتخاب کنید .
|
2
|
فقط مرزهای 7 و 8 را انتخاب کنید.
|
میدان های مغناطیسی، بدون جریان (MFNC)
بقای شار مغناطیسی، جامد
صفحه و قسمت منحنی اتصال قطب های آهنربا از آهن ساخته شده اند که دارای خواص مغناطیسی غیر خطی از جمله اشباع احتمالی است.
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Magnetic Fields، No Currents (mfnc) روی Magnetic Flux Conservation, Solid کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای حفظ شار مغناطیسی ، بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست مدل مغناطیسی ، منحنی BH را انتخاب کنید .
|
حفظ شار مغناطیسی، آهنربا
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Domains کلیک کنید و Magnetic Flux Conservation را انتخاب کنید .
|
شما آهنربا را با استفاده از چگالی شار باقیمانده تعریف شده توسط ماده مدل می کنید.
2
|
در پنجره تنظیمات برای حفظ شار مغناطیسی ، در قسمت متن برچسب ، Magnetic Flux Conservation، Magnet را تایپ کنید .
|
3
|
فقط دامنه 6 را انتخاب کنید.
|
4
|
قسمت Material Type را پیدا کنید . از لیست نوع مواد ، جامد را انتخاب کنید .
|
5
|
بخش Constitutive Relation B-H را پیدا کنید . از لیست مدل مغناطیسی ، چگالی شار پسماند را انتخاب کنید .
|
6
|
بردار e را به صورت مشخص کنید
|
0
|
ایکس
|
0
|
Y
|
1
|
ز
|
دامنه های غیر جامد را که هوا را نشان می دهند تنظیم کنید.
حفاظت از شار مغناطیسی، هوا
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Domains کلیک کنید و Magnetic Flux Conservation را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای حفظ شار مغناطیسی ، حفظ شار مغناطیسی، هوا را در قسمت متن برچسب تایپ کنید.
|
3
|
فقط دامنه های 1، 2 و 4 را انتخاب کنید.
|
در مرحله بعد، شرایط را بر روی مرزهای نشان دهنده برش های تقارن تعریف کنید. توجه داشته باشید که دو نوع شرایط مختلف مورد نیاز است.
صفحه تقارن، تقارن
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Symmetry Plane را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات Symmetry Plane ، Symmetry Plane، Symmetry را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . روی Paste Selection کلیک کنید .
|
4
|
در کادر محاوره ای Paste Selection ، 1، 4، 7، 11، 14، 17، 20، 23 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید.
|
5
|
روی OK کلیک کنید .
|
صفحه تقارن، ضد تقارن
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Boundaries کلیک کنید و Symmetry Plane را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات Symmetry Plane ، Symmetry Plane، Antisymmetry را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Symmetry Plane را پیدا کنید . از نوع Symmetry برای لیست میدان مغناطیسی ، Antisymmetry را انتخاب کنید .
|
4
|
قسمت انتخاب مرز را پیدا کنید . روی Paste Selection کلیک کنید .
|
5
|
در کادر محاوره ای Paste Selection ، 2، 5، 8، 12، 15 را در قسمت انتخاب متن وارد کنید.
|
6
|
روی OK کلیک کنید .
|
مواد
آهن نرم (بدون تلفات) (مت1)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Component 1 (comp1)>Materials روی Soft Iron (Without Losses) (mat1) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Material ، قسمت Material Contents را پیدا کنید .
|
3
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
ویژگی
|
متغیر
|
ارزش
|
واحد
|
گروه اموال
|
مدول یانگ
|
E
|
200 [GPa]
|
پا
|
مدول یانگ و نسبت پواسون
|
نسبت پواسون
|
نه
|
0.29
|
1
|
مدول یانگ و نسبت پواسون
|
تراکم
|
rho
|
7870 [kg/m^3]
|
کیلوگرم بر متر مکعب
|
پایه ای
|
چند پارامتر برای کنترل مش بندی هندسه تعریف کنید.
تعاریف جهانی
پارامترها، دقت
1
|
در نوار ابزار Home ، روی پارامترها کلیک کنید و Add>Parameters را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای پارامترها ، پارامترها، دقت را در قسمت متن برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Parameters را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
نام
|
اصطلاح
|
ارزش
|
شرح
|
ap
|
0
|
0
|
پارامتر دقت: 0 – نرمال، 1 – زیاد
|
hmax1
|
5[mm]-2.6[mm]*ap
|
0.005 متر
|
پارامتر مش بندی
|
hmax2
|
20[mm]-10[mm]*ap
|
0.02 متر
|
پارامتر مش بندی
|
از مش های جارو شده در حوزه هایی که صفحه و آهنربا را نشان می دهند استفاده کنید. با مش بندی دو سطح مجاور مربوطه شروع کنید.
مش 1
مثلثی رایگان 1
1
|
در نوار ابزار Mesh ، روی Boundary کلیک کنید و Free Triangular را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Free Triangular ، بخش Boundary Selection را پیدا کنید .
|
3
|
روی Paste Selection کلیک کنید .
|
4
|
در کادر محاوره ای Paste Selection ، 10, 22 را در قسمت متن Selection تایپ کنید.
|
5
|
روی OK کلیک کنید .
|
سایز 1
1
|
روی Free Triangular 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
3
|
روی دکمه Custom کلیک کنید .
|
4
|
قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
5
|
کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، hmax1 را تایپ کنید .
|
جارو 1
1
|
در نوار ابزار Mesh ، روی Swept کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید .
|
4
|
روی Paste Selection کلیک کنید .
|
5
|
در کادر محاورهای Paste Selection ، 5-7 را در قسمت متن انتخاب تایپ کنید .
|
6
|
روی OK کلیک کنید .
|
توزیع 1
1
|
روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
|
3
|
در لیست، 7 را انتخاب کنید .
|
4
|
روی حذف از انتخاب کلیک کنید .
|
5
|
فقط دامنه های 5 و 6 را انتخاب کنید.
|
6
|
بخش توزیع را پیدا کنید . در فیلد متنی Number of element ، 10 را تایپ کنید .
|
توزیع 2
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Swept 1 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
|
2
|
فقط دامنه 7 را انتخاب کنید.
|
3
|
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
|
4
|
در فیلد متنی Number of element ، 2 را تایپ کنید .
|
جارو 2
1
|
در نوار ابزار Mesh ، روی Swept کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Swept ، بخش انتخاب دامنه را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست سطح نهاد هندسی ، دامنه را انتخاب کنید .
|
4
|
فقط دامنه 2 را انتخاب کنید.
|
5
|
روی حذف از انتخاب کلیک کنید .
|
6
|
فقط دامنه های 2 و 3 را انتخاب کنید.
|
7
|
در لیست، 2 را انتخاب کنید .
|
8
|
روی حذف از انتخاب کلیک کنید .
|
9
|
فقط دامنه 3 را انتخاب کنید.
|
توزیع 1
1
|
روی Swept 2 کلیک راست کرده و Distribution را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای توزیع ، بخش توزیع را پیدا کنید .
|
3
|
در فیلد متنی Number of element ، 3 را تایپ کنید .
|
بقیه هندسه را با استفاده از یک مش چهاروجهی آزاد مش کنید.
چهار وجهی رایگان 1
در نوار ابزار Mesh ، روی Free Tetrahedral کلیک کنید .
سایز 1
1
|
روی Free Tetrahedral 1 کلیک راست کرده و Size را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای اندازه ، قسمت اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
3
|
روی دکمه Custom کلیک کنید .
|
4
|
قسمت پارامترهای اندازه عنصر را پیدا کنید .
|
5
|
کادر انتخاب حداکثر اندازه عنصر را انتخاب کنید . در قسمت متن مرتبط، hmax2 را تایپ کنید .
|
6
|
روی ساخت همه کلیک کنید .
|
یک جارو پارامتریک برای مطالعه مواردی از چندین فاصله مختلف بین صفحه و آهنربا تنظیم کنید.
مطالعه 1
جارو پارامتریک
1
|
در نوار ابزار مطالعه ، روی پارامتر Sweep کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جابجایی پارامتری ، بخش تنظیمات مطالعه را پیدا کنید .
|
3
|
روی افزودن کلیک کنید .
|
4
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
نام پارامتر
|
لیست مقادیر پارامتر
|
واحد پارامتر
|
dm (فاصله تا آهنربا)
|
7 5 4 3
|
میلی متر
|
حل کننده پیش فرض را برای کاهش زمان حل و بهبود ثبات عددی تغییر دهید.
راه حل 1 (sol1)
1
|
در نوار ابزار مطالعه ، روی Show Default Solver کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره Model Builder ، گره Solution 1 (sol1) را گسترش دهید .
|
3
|
در پنجره Model Builder ، Study 1>Solver Configurations>Solution 1 (sol1)>Stationary Solver 1>Segregated 1 node را گسترش دهید ، سپس روی Magnetic Potential کلیک کنید .
|
4
|
در پنجره تنظیمات برای مرحله جدا شده ، بخش عمومی را پیدا کنید .
|
5
|
از لیست حل خطی ، Direct را انتخاب کنید .
|
نموداری را آماده کنید تا در طول محاسبه جابجایی پارامتری نشان داده شود.
6
|
در نوار ابزار مطالعه ، روی Show Default Plots کلیک کنید .
|
جارو پارامتریک
1
|
در پنجره Model Builder ، در مطالعه 1، روی Parametric Sweep کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جابجایی پارامتری ، بخش خروجی هنگام حل را پیدا کنید .
|
3
|
کادر Plot را انتخاب کنید .
|
4
|
در نوار ابزار مطالعه ، روی محاسبه کلیک کنید .
|
نتایج
استرس (جامد)
مجموعه های داده را برای تجسم نتایج برای هندسه کامل تنظیم کنید. توجه داشته باشید که دو نوع مختلف مجموعه داده برای نشان دادن میدان های مغناطیسی و کمیت های ساختاری مورد نیاز است.
آینه سه بعدی، متقارن yz-plane
1
|
در نوار ابزار نتایج ، روی More Datasets کلیک کنید و Mirror 3D را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Mirror 3D ، Mirror 3D، Symmetry yz-plane را در قسمت نوشتار Label تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست مجموعه داده ، مطالعه 1/ راه حل های پارامتریک 1 (sol2) را انتخاب کنید .
|
آینه سه بعدی، متقارن xz-plane
1
|
در نوار ابزار نتایج ، روی More Datasets کلیک کنید و Mirror 3D را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Mirror 3D ، بخش Data را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Dataset ، Mirror 3D, Symmetry yz-plane را انتخاب کنید .
|
4
|
در قسمت نوشتار Label ، Mirror 3D, Symmetry xz-plane را تایپ کنید .
|
5
|
قسمت Plane Data را پیدا کنید . از لیست هواپیما ، xz-planes را انتخاب کنید .
|
آینه سه بعدی، ضد تقارن xz-plane
1
|
روی Mirror 3D، Symmetry xz-plane کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Mirror 3D ، روی قسمت Advanced کلیک کنید .
|
3
|
از لیست تبدیل برداری ، Antisymmetric را انتخاب کنید .
|
4
|
تیک Define variables را انتخاب کنید .
|
5
|
در قسمت نوشتار Label ، Mirror 3D، antisymmetry xz-plane را تایپ کنید .
|
مطالعه 1/راه حل های پارامتریک 1 (sol2)
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Study 1/Parametric Solutions 1 (sol2) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات راه حل ، بخش راه حل را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Frame ، Material (X، Y، Z) را انتخاب کنید .
|
استرس (جامد)
1
|
در پنجره Model Builder ، در قسمت Results روی Stress (solid) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Dataset ، Mirror 3D, Symmetry xz-plane را انتخاب کنید .
|
جلد 1
1
|
در پنجره Model Builder ، گره Stress (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Volume 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای حجم ، بخش Expression را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست واحد ، MPa را انتخاب کنید .
|
تغییر شکل 1
1
|
روی Volume 1 کلیک راست کرده و Deformation را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای تغییر شکل ، بخش مقیاس را پیدا کنید .
|
3
|
چک باکس Scale factor را انتخاب کنید . در فیلد متن مرتبط، 1 را تایپ کنید .
|
4
|
در نوار ابزار استرس (جامد) ، روی Plot کلیک کنید .
|
هنجار چگالی شار مغناطیسی (mfnc)
1
|
در پنجره Model Builder ، در بخش Results روی هنجار چگالی شار مغناطیسی (mfnc) کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره Settings for 3D Plot Group ، بخش Data را پیدا کنید .
|
3
|
از لیست Dataset ، Mirror 3D, antisymmetry xz-plane را انتخاب کنید .
|
چند برش 1
1
|
در پنجره Model Builder ، گره Magnetic Flux Density Norm (mfnc) را گسترش دهید ، سپس روی Multislice 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Multislice ، بخش Multiplane Data را پیدا کنید .
|
3
|
زیربخش x-planes را پیدا کنید . در قسمت متن مختصات ، 0 را تایپ کنید .
|
4
|
زیربخش y-planes را پیدا کنید . قسمت متن مختصات را پاک کنید .
|
5
|
زیربخش z-planes را پیدا کنید . در قسمت متن مختصات ، -dm*1.1 را تایپ کنید .
|
ساده سازی چند تکه 1
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Streamline Multislice 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای Streamline Multislice ، بخش Multiplane Data را پیدا کنید .
|
3
|
زیربخش x-planes را پیدا کنید . در قسمت متن مختصات ، 0 را تایپ کنید .
|
4
|
زیربخش y-planes را پیدا کنید . قسمت متن مختصات را پاک کنید .
|
5
|
زیربخش z-planes را پیدا کنید . در قسمت متن مختصات ، -dm*1.1 را تایپ کنید .
|
6
|
بخش Streamline Positioning را پیدا کنید . در قسمت متنی Separating distance ، 0.015 را تایپ کنید .
|
7
|
در نوار ابزار هنجار چگالی شار مغناطیسی (mfnc) ، روی Plot کلیک کنید .
|
بزرگی جابجایی سازه را در صفحه رسم کنید.
جابجایی (جامد)
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Stress (solid) کلیک راست کرده و Duplicate را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح سه بعدی ، جابجایی (جامد) را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
|
جلد 1
1
|
در پنجره Model Builder ، گره Displacement (solid) را گسترش دهید ، سپس روی Volume 1 کلیک کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای حجم ، بخش Expression را پیدا کنید .
|
3
|
در قسمت Expression text solid.disp را تایپ کنید .
|
4
|
از لیست واحد ، mm را انتخاب کنید .
|
5
|
قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . روی تغییر جدول رنگ کلیک کنید .
|
6
|
در کادر محاوره ای Color Table ، Rainbow>SpectrumLight را در درخت انتخاب کنید.
|
7
|
روی OK کلیک کنید .
|
8
|
در نوار ابزار Displacement (solid) ، روی Plot کلیک کنید .
|
حداکثر جابجایی سازه و کل نیروی وارد بر صفحه را ارزیابی کنید.
تعاریف
حداکثر 1 (maxop1)
1
|
در نوار ابزار تعاریف ، روی Nonlocal Couplings کلیک کنید و حداکثر را انتخاب کنید .
|
2
|
فقط دامنه 3 را انتخاب کنید.
|
میدان های مغناطیسی، بدون جریان (MFNC)
محاسبه نیرو، برای پس پردازش
1
|
در نوار ابزار Physics ، روی Domains کلیک کنید و Force Calculation را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای محاسبه نیرو ، برای پس پردازش در قسمت نوشتار برچسب ، عبارت Force Calculation را تایپ کنید .
|
3
|
فقط دامنه 3 را انتخاب کنید.
|
مطالعه 1
در نوار ابزار مطالعه ، روی Update Solution کلیک کنید .
نتایج
حداکثر جابجایی
1
|
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Maximum displacement را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست مجموعه داده ، مطالعه 1/ راه حل های پارامتریک 1 (sol2) را انتخاب کنید .
|
4
|
برای گسترش بخش عنوان کلیک کنید . از لیست نوع عنوان ، دستی را انتخاب کنید .
|
5
|
در قسمت متن عنوان ، حداکثر جابجایی عمودی نسبی (در درصد) را تایپ کنید .
|
6
|
قسمت Legend را پیدا کنید . تیک Show legends را پاک کنید .
|
جهانی 1
1
|
روی Maximum displacement کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، بخش y-Axis Data را پیدا کنید .
|
3
|
در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
اصطلاح
|
واحد
|
شرح
|
maxop1 (w/dm)
|
%
|
حداکثر (w/dm)
|
4
|
برای گسترش بخش Coloring and Style کلیک کنید . زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید .
|
5
|
در نوار ابزار Maximum displacement ، روی Plot کلیک کنید .
|
کل نیرو
1
|
در نوار ابزار صفحه اصلی ، روی Add Plot Group کلیک کنید و 1D Plot Group را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای گروه طرح 1 بعدی ، Total force را در قسمت نوشتار برچسب تایپ کنید .
|
3
|
قسمت Data را پیدا کنید . از لیست مجموعه داده ، مطالعه 1/ راه حل های پارامتریک 1 (sol2) را انتخاب کنید .
|
جهانی 1
1
|
روی Total force کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Magnetic Fields، No Currents>Mechanical>Electromagnetic force (Spatial Frame) – N>mfnc.Forcez_0 – نیروی الکترومغناطیسی ، z-component را انتخاب کنید .
|
3
|
قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
اصطلاح
|
واحد
|
شرح
|
4*mfnc.Force_0
|
ن
|
نیروی الکترومغناطیسی کل، جزء z
|
4
|
قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش نشانگرهای خط را پیدا کنید . از لیست نشانگر ، چرخه را انتخاب کنید .
|
جهانی 2
1
|
در پنجره Model Builder ، روی Total force کلیک راست کرده و Global را انتخاب کنید .
|
2
|
در پنجره تنظیمات برای جهانی ، روی Replace Expression در گوشه سمت راست بالای بخش y-Axis Data کلیک کنید . از منو، Component 1 (comp1)>Solid Mechanics>Reactions>Total Reaction Force (Spatial Force) – N>solid.RFtotalz – Total React force، z-component را انتخاب کنید .
|
3
|
قسمت y-Axis Data را پیدا کنید . در جدول تنظیمات زیر را وارد کنید:
|
اصطلاح
|
واحد
|
شرح
|
-4*solid.RFtotalz
|
ن
|
نیروی واکنش کل، مولفه z (با علامت منفی)
|
4
|
قسمت Coloring and Style را پیدا کنید . زیربخش Line style را پیدا کنید . از لیست Line ، Dashed را انتخاب کنید .
|
5
|
از لیست رنگ ، قرمز را انتخاب کنید .
|
6
|
در نوار ابزار نیروی کل ، روی Plot کلیک کنید .
|