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Hallo ANSYS-Gemeinde,

ich habe ein kleines Problem und komme da irgendwie nicht weiter. Ich muss ein Paar Prüflinge (rechteckiger Querschnitt) einem Magnetfeld aussetzen und in Abhängigkeit von der magnetischen Feldstärke die einwirkende Kraft auf diese Körper bestimmen.

Für die Erzeugung des Magnetfeldes verwende ich ein einziges SOURC36-Element (Spule) mit Angaben vom el. Strom und Windungszahl der Spule. Der Prüfling bestehen aus SOLID96 Elementen wird dabei in der Spule plaziert ohne sie zu berühren.

Ist mein Vorgehen richtig?
Falls ja, muss zwischen der Spule und dem Probekörper noch die Lüft mit abgebildet werden?

Danke für eure Hilfe!

[Diese Nachricht wurde von rombik am 21. Jul. 2009 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von rombik am 21. Jul. 2009 editiert.]

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Wenn der Prüfling einem homogenen Magnetfeld ausgesetzt werden soll, ist es einfacher Randbedingungen eines Raumes so zu gestalten, dass im dem Raum (ohne Prüfling) ein homogenes Feld herrscht. Dann fügt man in den so generierten Raum den Prüfling ein und macht seine Untersuchung.
(Eine Helmholtz-Anordnung hat ja nur näherungsweise in einem beschränkten Raum ein homogenes Feld und eine einzelne Spule hat überhaupt kein homogenes Feld.)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Danke für Ihre Antwort!!

Ja, der Prüfling soll in einem homogenen Magnetfeld untersucht werden. Nun weiß ich aber nicht wie ich den Raum so generieren kann, dass in ihm solches magnetisches Feld herrscht.
Könnten Sie evtl. einen Hinweis für die passende Literatur zu diesem Thema angeben oder ein kleines Beispiel anhängen? In der Reihe "FEM für Praktiker" - Band 4: Elektrotechnik, werden vorwiegend Beispiele erleutert, die das eigentliche Magnetfeld berechnen und nicht die Wirkung dieses auf einen zweiten Körper.

Grüße,
Roman

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Ich hab mal kurz die Suche in diesem Forum bemüht und dabei einen Quelltext gefunden, der hier weiterhelfen könnte. http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/wosch/B_Vorg_3D_zyl.txt

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Vielen Herzlichen Dank!!

Werde dieses Beispiel studieren!!
Die Suche hier in Forum könnte ich auch mit richtigen Suchparametern bemühen, habe aber nur nach dem Wort "Magnet" gesucht.

Grüße,
Roman

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Hallo Herr Schätzing,

ich habe das Beispiel abgearbeitet und die Vorgehensweise für den Feldaufbau so weit Verstanden. Nun, jetzt weiß ich nicht, wie das Modell die Randbedingungen des Raumes bekommt.
Es mag vielleicht nicht schwer sein, aber für mich, einen ANSYS-Anfänger, bereitet die Aufgabe zur Zeit große Schwierigkeiten.

Grüße,
Roman

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Ich bin  mir nicht sicher, ob ich die Frage verstanden habe, aber wenn es um die Begründung der Vorgabe der Randbedingungen geht, hilft sicherlich: http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/wosch/B_Vorgabe_kartesisch_3D.pdf

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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pr3d.txt

Hallo Herr Schätzing,

Die Beispiele sowohl im PDF-File:  http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/wosch/B_Vorgabe_kartesisch_3D.pdf als auch im txt-File: http://ww3.cad.de/foren/ubb/uploads/wosch/B_Vorg_3D_zyl.txt
erzeuge ein homogenes Feld konstanter mag. Flussdichte B. Somit herrst in diesen Räumen eine konstante mag. Feldstärke H. Dies habe ich soweit.
Wenn ich Sie aus dem vorletzten Beitrag richtig verstanden habe, wird zuerst das mag. Feld generiert und berechnet, danach erfolgt die Übergabe der Randbedingungen an das eigentliche externe Modell.
Nun möchte ich das, in der angehängten Datei, erstellte Modell in dieses Feld reinbringen oder besser gesagt das erstellte Feld an das Modell übergeben. Und wie das geht, das weiß ich nicht.

Grüße,
Roman

[Diese Nachricht wurde von rombik am 23. Jul. 2009 editiert.]

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Das zu untersuchende Modell muss nur in den Raum des Luftzylinders unter Beibehaltung der Randbedingungen auf der Zylinderwand eingefügt werden. Nach der Lösung kann dann die Wirkung auf das Modell betrachtet werden. Es ist zu beachten, dass µ0 schon im Element solid97 berücksichtigt ist. Deshalb empfiehlt es sich, nur Grundeinheiten zu benutzen: m, kg, s, A.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Für erste Untersuchungen sollte eine stark abgerüstete Geometrie benutzt werden. Erst wenn alles läuft, kann die gewünschte Geometrie eingesetzt werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo Herr Schätzing,

Danke für Ihre sehr hilfsreiche Hinweise, es hat alles wunderbar funktioniert.

Für die Berechnung der Kraft, die auf den Probekörper wirkt, nutze ich die Anweisung fmagbc. Dies habe ich aus Ihrem Beitrag von:
http://ww3.cad.de/foren/ubb/Forum101/HTML/003437.shtml. Hier haben Sie zwei PDF-Files angehängt.
Könnten Sie evtl. den Titel des Buches nennen, aus dem diese zwei Beispiele entnommen wurden?

Grüße,
Roman

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Die im angezogenen Beitrag aufgeführten Beispiele sind aus "FEM für Praktiker Band4: Elektrotechnik" 2.Auflage, erscheint demnächst.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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probe10000.jpg probe10004.jpg probe10001.jpg

Nun bin ich mit ein Paar Fragen wieder da.

Ich habe einige Rechnungen durchgeführt und prinzipiell funktionrt soweit alles aber...!!!

Wenn ein Propekörper mittendrin zusätzlich Elemente enthält, die eine andere Permeabilitätszahl haben z. B.: die umgebende Luft mur=1 (Material 3), der Probekörper selbst mur=2 (Material 1) und die Verstärkung des Körpers mur=5000 (Material 2) so kann das Programm die mag. Kräfte nur für die Verstärkungselemente nicht berechnen. Die Warnung dabei ist: Some of the elements (Material 1) surrounding the part do not correspond to free space. No force boundary conditions applied for component verstaerkung.
Mit:

esel,s,type,,2
cm,verstaerkung,elem
fmagbc,'verstaerkung'

wird ein Set mit den Elementen des Materials 2 erstellt.

Die Berechnung der Kräfte wird nur dann möglich, wenn alle Elemente des Körpers inklusive der Verstärkung ausgewählt wurden. Wenn aber der Probekörper die gleiche Permeabilitätszahl wie die umgebende Luft aufweist, so können die mag. Kräfte des Verstärkungsmaterials problemlos berechnet werden.

Gibt es einen anderen Weg die mag. Kräfte für die Verstärkung zu berechnen, wenn die Elemente für die Verstärkung im Körper verteilt sind und die Permeabilitätszahlen der Materialien untereinander variieren?

Ich habe folgenden Gedanken:

Die umgebende Luft ist nur dazu da um das magnetische Feld mit konstanter Flussdichte B zu erzeugen. Nach der Berechnung des mag. Feldes Bild 1, herrst im Körper und in der Verstärkung ein anderes mag. Feld, weil die Permeabilitätszahlen nicht gleich sind. Jetzt starte ich einen zweiten Lösungsschritt indem der Körper die mag. Flussdichte des vorherigen Schrittes (Abbildung 3) erhält und die umgebende Luft dabei nicht berücksichtigt wird. Erst in diesem Schritt wird ein Set mit den Verstärkungselemten erstellt für die die mag. Kraft interessant ist.

Wäre dies prinzipiell möglich? Falls ja, wie kann ich das tun?

Des weiteren wird der Probekörper mit äußerer Kraft belastet. Hiermit soll die Auswirkung der mag. Feldstärke auf die Steifigkeit der Probe in Abhängigkeit von der Belastung ermittelt.   

Mein Gedanke ist:
Nachdem die mag. Kraft berechnet wurde, wird der Typ der Elemente des Probekörpers modifiziert, damit eine statisch mechanische Rechnung möglich wird. Weiterhin werden die Ergebnisse mit der mag. Kraft aus der vorherigen Lösung eingelesen, die notwendigen Randbedingugen vereinbart und die Rechnung gestartet.

Ist dies möglich? Ich denke - ja, aber wie, das weiß ich nicht. 

[Diese Nachricht wurde von rombik am 27. Jul. 2009 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von rombik am 27. Jul. 2009 editiert.]

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Also, die Berechnung der mag. Kraft hat sich erledigt. Hierfür nutze ich die Submodelltechnik - geht ohne weiteres sehr gut und relativ einfach und ist in FEM für Praktiker, Band 1, detailliert beschireben.

Zur äußerer Belastung in Form von mechanischen Kraft, werde ich wohl noch etwas Mühe haben....

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