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Vorbetrachtung.txt Vorbetrachtung2.txt ModellVorbetrachtung.jpg

Hallo Ansys Gemeinde,

ich bin Neueinsteiger was die Simulation und speziell Ansys Classic anbelangt. Ich hab währedn meiner Studienarbeit schon mit Erfolg mit Workbench gearbeitet, dies beschränkte sich jedoch auf rein statisch-mechanische Analysen. In meiner Diplomarbeit soll das ganze jetzte thematisch weitergeführt werden.Jedoch um Elektromagneten ergänzt, was Workbench leider so nicht kann, also dann muss halt Classic. Ich muss sagen, nach viel probieren und lesen, fühl ich mich komplett verloren und brauch Hilfe.

So genug gejammert, zum Problem.

Simuliert werden soll wie in der angehängten Grafik zu sehen.

Türkis = Luft
pinker Streifen  = Blechstreifen
Blau = Eisenkern
Rot = Spule
Pink = Gehäuse aus ALU

Dies stellt eine vereinfachtes Modell dar.Später soll das ganze mit 2 Gehäusen und jeweils mehr Spulen, bei vorgespanntem Blechstreifen funktionieren.Die elekrtomagnetische Kraft soll den Blechstreifen anziehen. Blechstreifen ist rechts und links fest gelagert. Gesucht ist die Biegelinie des Blechstreifens.

Ich habe versucht, die Beispiele

-Magnetic Analysis of an Solenoid Actuator  (Ansys Hilfe)
-VM 171  (Ansys Hilfe)
-Der Ansys Hilfe überhaupt
-Beispiel 4.8 Lithotripter (FEM für Praktiker 1. Auflage)

auf mein Problem zu übertragen.

Leider sind all diese Beispiele immer Axialsymmetrisch. Die Kopplung Magnet-Deformation habe ich auch nicht wirklich gefunden, um ein passendes Beispiel abzuwandeln. Und mir fehlt es wirklich an Erfahrung und Überblick.

1. Kann das mit Ansys gelöst werden?

2. Ist die Vereinfachung auf ein 2-D Modell  so OK, oder  lieg ich damit schon falsch.

3. Welche Elemente soll ich für was benutzen.
Meine Wahl war jetzt dann Plane13 für den Blechstreifen da diese auch UX UY Freiheitsgrade darstellen können, das ist mit PLANE53 nicht möglich, ODER?

Wegen der vielen Möglichkeiten die Ansys bietet  probiere ich bis jetzt recht ziel- und ergebnislos rum.

Im Anhang sind auch noch 2 Programme  Vorbetrachtung.txt, da kommen zumindest mal Feldlinien raus, wenn auch nicht richtig, aber ein kleiner Erfolg, es hat wenigstens irgendwas gerechnet und Vorbetrachtung2.txt  so sieht die Geometrie jetzt aus, rechnet aber nichts :-(

So, ich bin für jede Hilfe dankbar, So allgemeines Vorgehen oder Beispielempfehlung, oder was ich mir an Befehlen in der Hilfe anschauen soll.

Schonmal Danke,

Grüße Sven

[Diese Nachricht wurde von Schnase am 05. Jun. 2012 editiert.]

[Diese Nachricht wurde von Schnase am 05. Jun. 2012 editiert.]

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Für die Einarbeitung ist es zunächst einmal sinnvoll, zweidimensional rotationssymmetrisch entkoppelt zu rechnen.
Also im ersten Schritt die Volumenkraftdichte im Blech ermitteln und mit dieser im zweiten Schritt die Verfomung des Blechs.
Später kann dann die Rückwirkung der Verformung auf die Geometrie des Magnetkreises berücksichtigt werden.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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schnase2.txt

Hier für den Anfang:

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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schnase3.txt

Und hier mit Verformung des Bleches (rückwirkungsfrei)

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo Wosch,

erstmal ein ganz großes Danke, für die Beispiele. Ich war schon am verzweifeln.

Was mich irritiert.(Magnetkreisteil)

Ansys ordnet die Maxwellkräfte (plvect,fmag) der angrenzen Luftschicht (Elementen) zu. Zur berechnung der Kräfte im Blech wird dann die virtuelle Arbeit genutzt, stimmt das so?

Die leichten Abweichungen der Werte bei fmagsum, resultieren aus der Zuordnung, so versteh ich zumindest die Ansys-Hilfe zu fmagbc.
"Incorrect force and torque calculations will occur for components sharing adjacent air elements"

Mechanischer Teil.

Auf den Austausch der Elemente zu 0-Elementen wäre ich nie gekommen.

-ldread-Befehl

Durch die Selektion des Blechs, vor dem ldread werden nur die Ergebnisse für das Blech eingelesen (Kraft aus virtueller Arbeit) ?

Habe lange und viel probiert, aber es fehlt doch einfach an Wissen. Ihre einfache Lösung ist super.

Die realsierung der Rückwirkung kann ich mir momentan nur schwer vorstellen. 

Erneute Berechnung des Magnetkreis mit dem verformten Blech.Dabei sollten die Kräfte (aus virtueller Arbeit) größer ausfallen.

Anschließend diese größere Kräfte auf das unverformte Blech ansetzen.
Eine größere Verformung wie in Schritt eins ist die Folge.

usw......

Irgendwann sollt es ein Gleichgewicht geben.

Ich werde jetzt mal in Punkto Rückwirkung recherchieren.Für Anregungen und Richtungsweisungen, Tutorials, Bsp. bei welchen die Rückwirkung (ganz allgemein) berücksichtigt wird, wäre ich sehr Dankbar.

Nochmals Vielen Dank,

Grüße Sven

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Ja, so etwa geht das. Allerdings braucht es bei der Rechnung mit dem verformten Blech wieder die dicht anliegende Luft. Das geht entweder durch Neuvernetzung oder behelfsweise durch ein Mitziehen der Luft bei der mechanischen Rechnung.

Zunächst sollte aber geprüft werden, um wieviel Prozent verringert sich der Luftspalt. Wenn die Verringerung hinreichend klein ist, kann man vielleicht damit leben.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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_magnet2.txt

Hallo,

es hat jetzt ein Weilchen gedauert, aber ich wollte dann doch noch meine Lösung zur Verfügung stellen evt. hilf es jemand.

Gerechnet wird  die Verformung eines Blechs durch Magnetkraft. Das Ganze asymmetrisch, mit einer Schleife um die Rückwirkung zu bekommen.

Es rechnet so das was ich will, die Werte, Abmessungen usw. habe ich nur für mein Beispiel frei gewählt, deshalb kann ich die Ergebnisse auch nicht auf ihre Richtigkeit beurteilen.

Dadurch stellt sich auch keine stabile Lage des Blechs ein.

Ich geh davon aus, dass es sich bei den realen Abmessungen anders verhält, habe es aber noch nicht geprüft.

Wie gesagt, soll nur als Anregung für jemand sein der evt. ein ähnliches Problem hat.

MfG Sven

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