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Screenshot.JPG

Hallo,
ich bin Student des Maschinenbaus an der Georg-Simon-Ohm HS in Nürnberg. Im Rahmen einer Semesterarbeit habe ich mir die Simulation einer elektromagnetischen Haltebremse ausgesucht. Diese Aufgabe ist eine Weiterführung einer Praktikumstätigkeit, bei der ich bereits reale Messwerte ermittelt hatte. Die Aufgabe will ich in ANSYS 11 Workbench lösen. Die errechnete Flussdichte (siehe Bild links) erscheint plausibel, jedoch sollte eine resultierende Kraft von über 300N herauskommen (real gemessen). Erhalten habe ich jedoch nur 4,5N. Vielleicht kann mir jemand helfen, der meinen Fehler sieht.
Dafür hier die Randbedingungen:
*Enclosure mit Luft eingefügt
*Alle Teile einem part zugeordnet
*Mesh mit Tetrahedrons
*Symmetry als Anti-Symmetry definiert
*Magnetic Flux Parallel an allen Außenränder des Enclosures gelegt (mit Open domain)
*Conductor Winding Body (Ich habe eine Windung definiert und 500A aufgeprägt, entspricht also 500 AWdg)

Hoffe ich habe alles erwähnt, vielen Dank für die Hilfe

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Hallo

wie sieht es denn mit deinen Materialparmetern aus?
Verwendest du die Materialien aus der Datenbank oder hast du dir eigene Materialien definiert?

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“Damit aus einem schlechten Tag ein miserabler wird, verbringe ihn damit, das Unmögliche zu wollen.”

   

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Hallo,
mir scheint dass Du keinen Luftspalt (LS) modelliert hat. Stimmt das?
Du kannst natürlich nur eine Kraft auf einen Körper auswerten der auch
angezogen wird!
Am besten den LS per Parameter definieren und immer kleiner machen.
So erhältst Du den Verlauf der Kraft in Abhängigkeit des LS
Hexaeder im LS verwenden und mind. 3 Elemente über den LS
Kraftberechnung und/oder getrennt auf Platte und Rückschlußring.
Viel Erfolg.

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Viele Grüße
Achim

PS: Als Anerkennung für einen Beitrag freu' ich mich immer über Unities

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Ich habe als Grundlage den "normalen" structural steel genutzt, jedoch habe ich für die Ankerscheibe und den Rückschlussring jeweils unterschiedliche BH-Kennlinien eingefügt. Die Luft und die Spule sind mit Air definiert, also µr=1.

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Hallo,
mir scheint dass Du keinen Luftspalt (LS) modelliert hat. Stimmt das?
Du kannst natürlich nur eine Kraft auf einen Körper auswerten der auch
angezogen wird!
Am besten den LS per Parameter definieren und immer kleiner machen.
So erhältst Du den Verlauf der Kraft in Abhängigkeit des LS
Hexaeder im LS verwenden und mind. 3 Elemente über den LS
Kraftberechnung und/oder getrennt auf Platte und Rückschlußring.
Beim Verwendung eines 1/4-Modells die Kraft mit 4 multiplizieren.
Viel Erfolg.

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Viele Grüße
Achim

PS: Als Anerkennung für einen Beitrag freu' ich mich immer über Unities

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Hallo Achim007,
prinzipiell sollte ein Luftspalt durch das Enclosure vorhanden sein, aber mit extra Modellierung dürfte sich ein besseres Netz ergeben. Schafft das Ansys auch, wenn ich nur noch einen ganz kleinen Spalt rechne, also Quasikontakt von 0,01mm? Im meiner Rechnung wollte ich die Haltekraft bestimmen, daher kaum einen Spalt (0,01) freigelassen.

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Den Faktor 4 habe ich berücksichtigt.

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Hallo aszco
1/100 ist kein Problem.
Nur musst Du einen eigenen Körper verwenden. Bei der einfachen Scheibe sollte Ansys hier ein schönes Netz reinlegen. Du musst aber am luftspalt die Elementanzahl an einer Kante definieren. Evl das Sweepen vorgeben (Method)
Wie groß ist der Spalt jetzt?

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Viele Grüße
Achim

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Die Berechnung war bei 0,01mm. Versuche bei 0mm haben zur Folge gehabt, dass kein Netz generiert werden konnte - zumindestens hab ich nach einer Stunde aufgegeben.
Das mit Zusatzkörper versuch ich gleich mal, klingt vielversprechend.
Danke für die Hilfe.

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danke für die Unities (hab' Dir ja noch nicht wirklich geholfen)
ich habe erst jetzt Dein rechtes Bild richtig angeschaut.
Im Bild wir ja nur ein Maximalwert angezeigt.
Im Detail-Fenster wird die Summe angezeigt.
Wie groß ist dieser Wert?
==> Summe sollte deutlich größer sein. Trotzdem solltest Du Dein Netz verbessern.

Um einen Abgleich zwischen Versuch und Simulation zu haben sollten definierte LS (z. B. Folie in die Bremse einlegen) gemessen und berechnet werden.
Um einen "schönen" Netzübergang zu erhalten evtl. Rückschlussring und Platte auch aufteilen. Das Vernetzen des gesamten Modells sollte mit Hexaedern gelingen, da das Modell ja Rotationssymetrisch ist, oder nicht? Das wäre auch noch ein Ansatz: Ein rotationssymmetrisches Modell. Habe ich aber in Workbench auch nur selten verwendet und (mit EMAG noch gar nicht).

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Viele Grüße
Achim

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Ich hab zu danken, die Hilfe ist sehr willkommen. (Die Credits waren ein Vorschuß  )
Die Tetrahedrons habe ich gewählt, da sie in der Hilfe ausdrücklich empfohlen werden. (Beispiel unter magnetostatic) Wenn das Netz mit Hexaedern gleichmäßiger wird, greife ich gerne darauf zurück. Ich muss nur aufpassen, da die hier vorliegende Lizenz "nur" 250.000 Knoten erlaubt, daher kann ich auch keine Refinement-Loops machen.
Den Maximalwert hatte ich bis jetzt immer übersehen  Danke für den Hinweis. Ich komme heute Abend wieder dazu mit ANSYS zu arbeiten und den Summenwert abzulesen, dann poste ich meine Erfolge (hoffentlich).

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Screenshot2.JPG

So nun hier meine weiteren Erfolge. Ich hatte bei 1/100 Spalt tatsächlich eine Gesamtkraft von 400N. Hatte also die Lösung immer direkt vor Augen. So eine wichtige Information so klein in einer Tabelle versteckt
Der 2. Screenshot zeigt jetzt mein modifiziertes Modell. Ich habe einen extra Luftspalt modelliert (hier jetzt 0,8mm breit) und darauf geachtet, dass ich drei Elemente über der Dicke beim vernetzen bekomme. Generell habe ich alles mit hex dominat vernetzt. Das Netz ist jetzt viel gleichmäßiger. Ist die Netzqualität so in Ordnung? Viel feiner kann ich nicht werden, da sonst die Lizenz am Ende ist. Die Error-Auswertung zeigt keine roten Elemente, also keine großen Rundungsfehler. Sonst bin ich mit dem Ergebnis von 35N bei 8/10 Spalt zufrieden.

Nun noch eine Frage:
Kann ich bei Workbench den Spalt automatisiert in vorgegebene Schritten verkleinern und mir die jeweilige Kraft als Diagramm oder Tabelle ausgeben lassen? Würde mir sinnlose Zeit vor dem Rechner ersparen.
 

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Parameter.jpg Designexplorer-starten.jpg

prinzipiell sind die Parallelogramme auf der linken Seite nicht so gut, aber ich denke es ist schon in Ordnung.

Was Du suchst ist die Parameterstudie. Hierzu musst Du das gewünschte Ergebnis auf der linken Seite anklicken, dann steht ein blaues P für Parameter darin (siehe Anhang). Der Parametermname muss immer mit "DS_" beginnen. In Deiner Geometrie musst Du bei der Vermaßung des Luftspaltes analog vorgehen. Dann auf der Projektseite die gewünschte Simulation) markieren und den Designexplorer aufrufen. (siehe Anhang)
Dann die gewünschten Maße eintragen und rechnen lassen.
Die Ergenisse aus der Tabelle über die Zwischenablage in Excel kopieren.
Diagrammerstellung ist meine ich nicht möglich.

Wenn Dein Modell rotationssymmetrisch ist, kannst Du ja jeden beliebigen Winkel verwenden (z. B. 10°-Segment ==> Faktor 36). So könntest Du das Netz noch verfeinern. Ist aber nicht notwendig. Ich denke das Netz ist in Ordnung.

Viel Erfolg.

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Viele Grüße
Achim

[Diese Nachricht wurde von Achim007 am 05. Aug. 2009 editiert.]

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Screenshot3.JPG

Hallo,
leider habe ich Probleme mit der Parameterstudie. Ich habe das Maß in der Geometrie als Paramter definiert und auch die Ausgabe in der Simulation bestimmt. Allerdings kann ich keine gültigen Maße in die Parameterliste eintragen. (Siehe Bild) Nur der Ausgangsspalt und 1mm werden zugelassen, die zehntel Schritte will Ansys nicht. Warum?? Hat jemand schonmal ein ähnliches Problem gehabt?

Ein zweites Problem könnte sich bei der Aktualisierung der Geometrie in der Simulation ergeben: Jedesmal wenn ich einen anderen Spalt lade, werden die Symmetriebedingungen wieder auf "Symmetrie" gestellt, statt "Anti-Symmetrie" welches ich brauche. Passiert das auch bei der automatischen Berechnung über die Parameterstudie?

Danke für die Hilfe,
Schöne Grüße

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Stell' man in den Ländereinstellungen auf Dezimalpunkt anstatt Komma.
Oder nimm anstatt dem Komma ein Punkt.

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Viele Grüße
Achim

PS: Als Anerkennung für einen Beitrag freu' ich mich immer über Unities

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