In diesem Beispiel werden zwei stromführende Leiter und ein Permanentmagnet auf die auf sie wirkenden Kräfte untersucht. Die Knotenkräfte (Lorenzkräfte) werden in Magnetics for NX/Simcenter berechnet. Anschließend werden die Kräfte in eine Strukturanalyse übertragen, in der wir die Verformungen berechnen.
Ausgangs-Situation
Verformung von Leitern
In diesem Beispiel müssen zwei stromführende Leiter und ein Permanentmagnet auf die auf sie wirkenden Kräfte untersucht werden. Diese Kräfte sollen dann verwendet werden, um die Verformungen der beiden Leiter zu ermitteln.
Das Bild zeigt das CAD-Modell der beiden Leiter. Der weiße Block am Boden ist ein Dauermagnet. Die Ströme sind 1000 A, statisch und zeigen in entgegengesetzte Richtungen.
Bild: Beschreibung der Randbedingungen
In diesem Fall analysieren wir eine statische Situation. In einer weiteren Analyse wird die Aufgabe darin bestehen, Wirbelströme und Temperatureffekte zu berechnen, die sich aus dem Wechselstrom ergeben.
Geeignete Methode
Magnetics und Nastran Kopplung
Für die Analyse dieses Problems wird die Geometrie in NX Advanced Simulation vorbereitet und vereinfacht. Das FEM-Modell enthält nur die beiden Leiter und den Magneten. Zusätzlich wurde ein Luftblock um die Geometrie herum erzeugt.
Bild: Die vorbereitete CAD-Geometrie
Für das Netz der Leiter verwenden wir hexaedrische Elemente. Diese sind bei dieser Art von Geometrie von großem Nutzen.
Bild: Hexaedrische Elemente für die Leiter
Wir wenden Randbedingungen an und stellen eine magnetostatische Lösung auf. Die Lösung berechnet die Knotenkräfte auf den Leitern. Diese Kräfte werden in einer Tabellendatei gespeichert. Das nächste Bild zeigt diese Knotenkräfte.
Bild: Mit der magnetostatischen Analyse berechnete Knotenkräfte
Im nächsten Schritt werden die berechneten Knotenkräfte in einer räumlichen Felddefinition gespeichert. Außerdem wird ein neues Modell für die folgende Strukturanalyse erstellt. Möglicherweise müssen in der Strukturanalyse andere Bedingungen und Teile berücksichtigt werden. In unserem Fall verwenden wir einfach das gleiche Netz für die Leiter; wir deaktivieren nur die Luft und den Magneten.
Ergebnisse
Verformungen und Spannungen
Wir wenden geeignete Randbedingungen auf das Strukturmodell an. Die magnetischen Kräfte werden mit der leistungsstarken Raumfeldfunktion von NX aufgebracht, die es ermöglicht, die Knotenkräfte aus der Magnetik auch auf einem anderen Netz in der Strukturlösung zu interpolieren. Nach der Lösung stehen alle üblichen Ergebnisse aus der NX/Nastran-Lösung zur Verfügung. Das Bild zeigt eine Darstellung der berechneten Verformungen.
Bild: Die berechneten Verformungen. (Zum Animieren anklicken)
Diese Analyse gibt Ihnen die Möglichkeit, die Verformungen zu berechnen, die aus magnetischen Kräften resultieren. Dank der leistungsstarken Integration von Magnetics und den Strukturlösern von NX können Sie auch alle anderen Möglichkeiten von NX/Nastran nutzen.
