用ANSYS为变压器简单建模 - 图文

用ANSYS为变压器简单建模

一、问题描述：

把单相变压器空载时的运行情况作为二维平面模型进行分析，查看磁力线分布、磁流密度等，主要是了解ANSYS的使用方法。

二、GUI操作方法

由于直接打开ANSYS软件，保存的文件时都存在安装时选择的文件夹下，会存的很乱。可以打开程序时通过程序菜单里ANSYS 12.0后的Mechanical APDL Product Launcher打开程序，

这样打开后，可以从下面的Working Directory中指定本次建模想要存的文件夹，在Job Name中可以直接定义工作名，之后单击下面的RUN按钮即可。

1.创建物理环境

1)过滤图形界面：从主菜单中选择Main Menu>Preferences,弹出“Preference for GUI Filtering\对话框，选中\来对后面的分析进行菜单及相应的图形界面过滤。

2)定义工作标题：从菜单中选择File>Change Title, 在弹出的对话框中输入\Transformer Static Analysis\单击OK.

3)指定工作名：从菜单中选择File>Change Jobname, 弹出一个对话框，在\Name\后面输入\单击OK.

4)定义单元类型和选项：从主菜单中选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete, 弹出\单元类型对话框，

点击Add按钮，弹出\单元类型库对话框，在对话框左面滚动栏中选择\Vector\在右边的滚动栏中选择“Quad 4nod13\单击OK, 定义了\单元，采用该单元的默认设置即可，最后单击\对话框上的Close按钮，关闭该对话框。

5)定义材料属性：从主菜单中选择Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Models, 弹出\对话框，在右边的栏中依次单击\

又弹出\对话框，在该对话框中“MURX”后面输入1，单击OK.（一号材料是空气，MURX应该是相对导磁率的意思）

6)复制材料属性：在\Material Model Behavior\菜单中单击Edit>Copy, 弹出\对话框，在from Material number栏后面下拉式选择材料号为\在to Material number后面输入\这样就把1号材料的属性复制给了2号材料，点击OK。

此时\对话框的左侧就多了一个Material Model Number 2, 单击它>permeability(Constant), 在弹出的对话框中将MURX后面的值改为2000. （二号材料为变压器铁芯，它的相对导磁率取2000或3000都可以）

7)复制材料属性：（步骤与6相同，此次MURX改为1，材料3为导线线圈，虽然它的相对导磁率和空气相同，但还是分开定义，这样在后面按材料显示模型时比较清晰）

8)最后点击Material>Exit结束。

9)查看材料列表：List>Properties>All Materials, 弹出\信息窗口，信息窗口列出了所有已经定义的材料以及其属性，确认无误后，单击信息窗口File>Close,关闭窗口。

2.建立模型；赋予特性，划分网络

1)建立平面几何模型：

我采用的是直接通过坐标画矩形面的方法建立几何模型，只要给出每个矩形块四角的坐标即可画出简易的变压器模型。

16141210865425024678101215141617182011

从主菜单中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Area>Rectangle>By Dimensions, 弹出\对话框，在\后输入\在\后输入\点击Apply，表示线圈的左侧的矩形就出现在界面中了.（模型采用把一个线圈表示成铁芯两侧的两个电流密度源的方式简化）

重复上述步骤，按照坐标图中的所表示的，画出七个矩形。（两个表示线圈，四个搭成一个表示铁芯的回路，还有一个是把六个矩形全包含在内的，相当于边界，坐标可是给成x-coordinates:0,20; y-coordinates:0,16.输入完最后一个矩形的坐标之后点OK，不要再点Apply了)，几何模型画好后如下图所示：

布尔运算：从主菜单中选择Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans> Overlap>Areas, 弹出\拾取框，单击\按钮，对所有的面进行叠分操作。

2）保存几何文件：从菜单中选择File>Save as, 弹出一个\对话框，在\Database to\下面输入文件名\单击OK.

3）给面赋予特性：从主菜单中选择Main Menu>Preprocessor>Meshing>MeshTool, 弹出\对话框，在\后面的下拉菜单中选择\点击\

又出现\Attributes\面拾取框，点击\All\然后单击OK,弹出\Attributes\对话框，在\后面的下拉式选择栏中选择“1”，单击“Apply\再次弹出面拾取框。

这样就给所有的面都赋予了空气的导磁率，之后再重复此步骤，分别拾取表示铁芯和线圈的矩形面，并给他们赋予材料2和3的特性，仍旧在最后一次赋予特性时点击\

而不是\这样就给所有的面赋予了特性，此时\对话框还在，不要关闭它，后面划分网格还要用。

4）按材料属性显示面：依次选择PlotCtrls>Numbering,弹出\对话框，在\后面的下拉式菜单中选择\单击OK.

5）保存数据结果，单击工具栏上的SAVE_DB

6）选择所有实体：Select>Everything

7）制定智能网格划分的等级：在\对话框的\Size\前面的复选框上打上“√”，并将\工具条拖到4的位置，即设定网格划分的等级为4.（这一步似乎也可以不选，采用默认的等级就可以。）

8）智能划分网格：在\对话框的\后面的下拉式选择栏中选择\在\后面的要划分单元形状选择三角形\其它采用默认值，点击\弹出\拾取框，单击\生成网格，单击网格划分工具栏上的\

3.加边界条件和电流密度

1）施加边界条件：依次选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Magnetic> Boundary>Vector Poten>on Lines, 弹出\拾取框，拾取几何模型最外边的四条线，然后点击OK,

弹出Apply A on Lines对话框，在VALUE Vector poten (A) value后面输入0.之后点击OK.

2）在表示线圈的矩形面上施加电流密度：依次选择Main Menu>Solution>Define Loads>Apply>Magnetic>Excitation>Curr Density>On Elements,弹出一个拾取框，拾取左侧的表示线圈的矩形框，点击OK,

点击OK后弹出\JS on Areas\对话框，在\AL3 Curr density value (JSZ)\后输入1000，点击Apply,又弹出拾取框。

再选择右侧表示线圈的矩形面，重复上述步骤，赋值-1000，点击OK. 3）选择所有实体：Select>Everything

4.求解

从主菜单中选择：Main Menu>Solution>Solve>Electromagnet>Static Analysis>Opt&Solv,

弹出一个对话框，接受默认设置，点击OK,开始求解运算，稍等一下会出现\is done\的提示栏，表示求解结束，点击Close。

5.查看计算结果

1)查看磁力线分布：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>2D Flux Lines, 弹出对话框，单击OK，出现磁力线分布图。

2)矢量显示磁流密度：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Vector Plot>Predefined, 弹出一个对话框，在Item Vector item to be poltted后选择\和\B\，单击OK.

3)显示节点的磁流密度：Main Menu>General Postproc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu,弹出一个\对话框，单击\Density\和\后，单击OK.

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6p5t.html