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SpulenStrom.png Verschiebung.png

Hallo,

ich berechne sequentiell ein gekoppeltes Modell (Magneto-structural),
beide Umgebungen transient.
Zuerst habe ich das Model ins laufen bekommen, Kraftübertragung von magnetischer in mechanische Umgebung und Netzerneuerung in jedem Zeitschritt:
hier nur die Schleife (Spulenstrom und Verschiebung im Anhang):

Code:

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*do,i,0,substeps-1

ti=i*endtime/substeps+1e-12

!_________________________________________________________________! 

physics,read,ElectroMagnetic       

/solu
/assign,esave,ElectroMagnetic,esav   
/assign,emat,ElectroMagnetic,emat

time,ti
solve                   
finish

/post1
allsel
set,last
RESWRITE,ElectroMagnetic
finish
!_________________________________________________________________!

physics,read,structural
       
/assign,esave,structural,esav       
/assign,emat,structural,emat
eplot

*if,i,gt,0,then
/post1
set,last
upcoord,-1
finish
*endif

/solu
asel,s,,,2                       
nsla,,1
esel,s,type,,3

LDREAD,FORCE,last,,,,ElectroMagnetic,rst
allsel
eplot
flist

time,ti
solve

set,last
RESWRITE,structural
finish
!_________________________________________________________________!

/prep7 
upcoord,1                  ! Update mesh coordinates for elec-mag analysis             
damorph,morphAreaAir,,1    ! Meshmorphing air region

/assign,esav
/assign,emat

*enddo

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Das Ergebnis scheint so auszusehen dass ein "Restart" gemacht wird ohne dass ich ein "Restart" anfordere. Ich habe Daten welche als Referenz vorliegen, die maximale Verschiebung ist in der ANSYS Berechnung 100 mal kleiner wie im Experiment! (Es sollte ja auch zuerst nur laufen). Meine Vermutung ist das ohne "Restart" die vorherige Verschiebung nicht richtig berücksichtigt wird.
 
  Wenn ich aber ein "Restart" nach dem ersten Durchlauf in der elektromagnetischen Umgebung anfordere (und vorher RESCONTROL setze):

Code:

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*if,i,gt,0,then
antype,trans,rest
*endif

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dann wird aber das mechanische System geladen, der "Restart" wird für die letzte Berechnung die im Jobname.rdb gespeichert ist ausgeführt. (Da die letzte Rechnung die mechanische war wird auch das mechanische Model neugestartet )
Ich will aber dass der "Restart" für die letzte Electromagnetische Umgebung gestartet wird. Meiner Meinung sollte das Probelm mit /assign
gelöst werden aber das tut es nicht!

In der Error-Ausgabe steht es wäre eine .rdb Datei vorhanden aber keine .Rnnn Datei!

Hat jedem bitte ein Tip wie ich diese sequentielle Berechnung ins laufen bekomme.

Viele Grüße
Irie

 

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Ich finde leider nix, um eine .Rnnn Datei für jede "Environment", zu jedem Zeitschritt, abzuspeichern und im nächsten Druchlauf wieder aufzurufen.

Das Problem ist dass die .Rnnn Datei als "Jobname.rnnn" gespeichert wird und nachdem solve ausgeführt wird diese überschrieben oder gelöscht wird!

Hat jemand ein Tip, wie man eine .Rnnn-Datei für jede Environment abspeichert und diese im nächsten Durchlauf wieder aufruft?   

Viele Grüße
irie

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Hallo, das was Du erreichen willst ist nicht so einfach zu bewerkstelligen, auch weil nicht alle Elementtypen das unterstützen. Ein echt gekoppeltes System berücksichtigt Wirbelströme, deren Rückwirkung, die Rückwirkung des bewegten Körpers auf Wirbelströme und Magnetfeld, die Kräfte auf den Körper, die Bewegungsgleichung des Körpers, ggf. weitere Effekte.
Es gibt ein lauffähiges Beispiel dieser Art, das auf einer CADFEM Spezialschulung EMAG gezeigt wurde, 2-D mit 53er und 82er Elementen, da geht das (allerdings sehr mühselig). Das Problem liegt zum einen im Lastenaustausch (welche DOF und Lasten müssen eingelesen werden, speziell bei den magnetischen und bei der Existenz von Wirbelströmen) zum anderen im Netzupdate, wo man i.d.R. den Solver verlassen muss und wieder einsteigen muss. Außerdem braucht man im magnetischen einen Gleichgewichtsschritt, bei dem aus den externen Lasten (welche?) das Feld in der neu erzeugten oder ge"morph"ten Luft erst ins Gleichgewicht berechnet werden muss, um dann ohne externe Lasten weiterzurechnen.
Das macht nicht wirklich Spaß.
ANSYS/EMAG kann das grundsätzlich, die Grundkenntnisse dazu wurden in einer Spezialschulung EMAG vermittelt und CADFEM hat viel dazu beigetragen per Macros dem Solver auf die Sprünge zu helfen, wobei die ANSYS-Leute die Aufmerksamkeit eher auf Maxwell lenken wollen weil's einfacher ist und ... naja ihr könnt es euch denken: extra kostet

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Gruß
Lothar

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Vielen Dank für Ihre Antwort und die Hinweise!

Die Probleme die dabei auftauchen sind mir bewusst und stellen mich vor eine Herausforderung (da mittelmäßige Erfahrungen mit gekoppelten Systemen). ANSYS Multiphysics wurde genau für solche Probleme entwickelt und es wäre Schade drum dieses Potenzial nicht zu nutzen! Ich will diese Probleme Schritt für Schritt abarbeiten und eine vernünftige Lösung erzielen. Man lernt nie aus! 

Ich hätte aber drei Möglichkeiten das Problem mit ANSYS zu lösen:

1. "loose-coupled" Die beiden Systeme separat lösen. (die einfachste Lösung aber mit Abweichungen) (das ist mein PLAN B)

2. "sequentiel-coupled" (Geometrieerneuerung, Netzerneuerung, Gleichgewichtsberechnung und Neustart)

3. "direct-coupled" Ein Model mit direkter Kopplung, PLANE13 Element. (Netzerneuerung, Gleichgewichtsberechnung und Neustart sollte einfacher sein wie bei der "sequentiel-Analysis" aber man findet recht wenig an Informationen bzgl. Genauigkeit. Ich vermute dass die Zeitschritte hier sehr klein gewählt werden müssen und damit die Laufzeit sehr groß wird!)

Wenn man nach Publikationen sucht, die gekoppelte Systeme ("magneto-structural-coupling") beinhalten, stößt man irgendwann auf "ElectroMagnetic Forming" EMF Prozesse, hoch dynamische Verformungsprozesse.
Die halbe Welt benutzt dafür die sequentielle Kopplung weil diese genauer ist. (siehe: Simulation Models of the Electromagnetic Forming Process (2008) Bartels, Schaetzing)

Der EMF Prozess ist für mich "uninteressant" (bzgl. meines Models), ich möchte ein Bauteil aus Metall zwar hoch dynamisch bewegen aber es soll sich dabei so wenig wie möglich verformen!
Sonst finde ich diesen Prozess hoch interessant, mit sehr großen Potenzial für verschiedene Anwendungen!

Viele Grüße
irie

[Diese Nachricht wurde von irie am 09. Dez. 2011 editiert.]

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Hallo,
was willst Du denn berechnen? Ich vermute 'mal voll transient mit Wirbelströmen und Rückwirkungen des Magnetfeldes auf den erregenden Stromkreis sowie Effekte der bewegten Körper. Da kannst Du Plan B) vergessen. Bei Sequentiell verliert man die Wirbelströme und Bewegungseffekte. "Direct coupled" geht nur mit entsprechenden Elementen, wie du sagtest Plane13, bei dem wird alles gleichzeitig berechnet, Geometrieerneuerung, Netzerneuerung, Gleichgewichtsberechnung und Neustart entfallen, nur die Luft braucht einen geringen E-Modul, die Netzverzerrung darf nicht zu gross werden und i.d.R. braucht man Feder- und Dämpferelemente.
Ein anderer Ansatz zu 2) wäre folgende Methode:
In einem Modell, das als Parameter den Ankerhub und die Stromstärke der Spule hat, rechne die magn. Koenergie des Feldes für verschiedene Hübe und Ströme, dann bekommst Du eine Matrix von Koenergiewerten.
Die Kraft als Funktion des Hubes ist dann pro Stromwert die (numerische) Ableitung der Koenergie nach dem Hub, die Induktivität als Funktion vom Strom (bei einem bestimmten Hub) die zweite Ableitung der Koenergie nach dem Strom. Wenn man als x-Achse den Hub, als y-Achse den Strom und als z-Achse die Kraft bzw. Ind. annimmt, bekommt man ein "Kraftgebirge" bzw. "Induktivitätsgebirge", das man in Systemsimulationen weiterverwenden kann.
Noch was: Das 3D Element zu Plane13 ist Solid97 mit magn. Vektorpotential, das hat allerdings folgenden Nachteil: In benachbarten Bereichen in denen stark unterschiedlich hohe Flussdichten herrschen (z.B. Grenzfläche Eisen-Luft) wäre (wegen B = rot A) die Komponente des Vektorpotentials, die senkrecht auf dieser Grenzfläche steht, unstetig, was ANSYS nicht korrekt lösen kann. Auch dafür gäbe es eine Lösung mit zwei unabhängigen Bereichen mit gekoppelten Knoten ggf. Constraint Equations, die aufwendig ist aber es gibt auch da Macros dazu.
Grüße

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Gruß
Lothar

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Hallo,
haben Sie sich die Referenz mal angeschaut bzw. durchgelesen? Wenn ja, dann verstehe ich Ihre ersten beiden Aussagen überhaupt nicht! bzgl. loose-coupled und sequential-coupled,

Bei der direkten Methode ist die Netzverzerrung so groß dass eine Netzerneuerung der Luft nötig ist!

Ihr Ansatz wäre für ein Elektromagnet mit konstanter Stromspeisung gut geeignet.

Grundlegendes zur Induktivität: Bestimmende Größen der Induktivität sind Windungszahl Geometrie und Materialeigenschaften µr.
Andere Effekte wie Wicklungskapazität und Skineffekt müssen ab bestimmten Frequenzen berücksichtigt werden.

Ein Stromabhängigkeit kommt bei nicht-linearen Materialeigenschaften µr vor! Die in meinem Fall irrelevant sind. Deshalb braucht man auch keine nummerische Lösung für

Zitat:

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die Induktivität als Funktion vom Strom (bei einem bestimmten Hub)

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Die Induktivitäten bleibt in diesem Fall konstant! Denn es gilt Em=0.5LI^2!

Viele Grüße
irie
 

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Hi, ich wollte Dir nicht vorschreiben wie Du zu rechnen hast. Vielleicht treffen meine Aussagen ja auf Dein Problem nicht zu. Ich wollte lediglich ein paar Thesen einwerfen, die auf Eigenheiten der Magnetfeldproblematik hinweisen, wenn bewegte Körper im Spiel sind.
Wenn das auf Deine Aufgabenstellung nicht zutrifft, dann habe ich die Eingangsfrage wohl nicht in Deinem Sinne verstanden.
Viel Erfolg weiterhin.

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Gruß
Lothar

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