【原创经验贴】利用ANSYS计算二维轴对称结构电场
2013年5月9日 13:15浏览：38372 评论：7
一单元类型和材料属性：
首先要了解自己计算什么样的场域，静电场？电流传导场？暂态场？不同的场域对应不同的单元，选对单元类型很重要。不过电场计算中的plane230真真是一个万能单元，上面三个场全都可以计算。 材料定义时，要根据不同的场域定义不同的材料属性，静电场计算要定义介电常数，电流传导场计算要定义电阻率，暂态场计算要同时定义以上两种。
建模：
建模在电场计算中尤为重要，拿到图纸不要着急建模，看懂图纸很重要。所谓是磨刀不误砍柴工，对图纸真正了解了，知道了该怎么去仿，可以为以后节省很多时间，省的算完一遍发现问题还要再修改。
1：算电场应该知道电场是忌讳尖角的，所以对于图纸中有可能造成电场集中的部位都应该有倒角，有的时候结构图纸不一定会标明，但是自己心中应该清楚。
2 ：建模时，相邻的金属可以整体建模；对于装配图纸中的螺栓连接位置，如果连接的两侧都是金属，而且螺栓不太大，那么可以直接和相连接的金属建成整体；
3：模型中有均压罩时，均压罩内侧的电场会很小，这个部位的结构可以适当简化，一些小尺寸的结构适当可以忽略。同时，如果分析者根据经验可以判断出模型大致电场分布，在等位线较稀疏的部位也可以做简化；
4： 模型中承受高电位的部件的形状对于电场分布由较大作用，需要谨慎处理，严格避免尖角。
5：电场计算中，金属为等势体，因此可以不建模，但是个人呢感觉云图出来后黑乎乎的一团甚是不好看，因此一般就会建出来。这样做还有一个好处，就是加载方便。因为如果部件金属的话，施加高低载荷的时候就要把罗阔边挨个全选出来，这对于复杂的工程模型是很头疼的一件事，但是如果建立了金属，就可以直接选择面，或者选择面上衣服的线，面上依附的节点，这样不管是面加载，线加载还是节点加载都很方便。
6 ：能算二维就不算三维。
网格：
个人对于网格划分甚是不熟练，这里就不多说；有一条很重要，就是长强大的地方网格一定要够细，而且质量要好。计算完检查一下最大场强发生的位置，如果此处是一个畸形单元，那么由此产生的E不用说也是没有意义的，而最大场强又是电场计算中比较关注的方面，所以需要注意。
加载：
电场中加载比较简单，总体上有高电位、低电位、悬浮电位；用D命令加载即可；悬浮电位需要耦合所有节点电位自由度；
求解：
个人对于差值之类的数值问题不是甚懂，一般使用默认求解器。
下面附上一个初级的简单小例子的命令流
模型描述：
轴对称模型，左侧为导体，右侧为介质；
交流电场：工程中需要计算的交流电场均为电准静态场，可以使用静电场的方法来求解。求解时只需要定义材料的介电常数；
直流电场：直流电场为电流传导场，电压和电阻成正比，只需要定义介质电阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定义单元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
aglue,all
!网格
esize,0.05
amesh,all
alls
!加载
/solu
lsel,s,,,6
dL,all,,volt,0
lsel,s,,,2,4,2
dl,all,,volt,1
alls
!求解
solve
交流：
/finish
ET,1,plane121
MP,PREX,1,3
MP,PREX,2,2000
/solu
solve
计算后得到的直流和交流下的结果图虽然都和第二幅图差不多，但是两个场域的决定因素和控制方程是不一样的。
首先要了解自己计算什么样的场域，静电场？电流传导场？暂态场？不同的场域对应不同的单元，选对单元类型很重要。不过电场计算中的plane230真真是一个万能单元，上面三个场全都可以计算。 材料定义时，要根据不同的场域定义不同的材料属性，静电场计算要定义介电常数，电流传导场计算要定义电阻率，暂态场计算要同时定义以上两种。
建模：
建模在电场计算中尤为重要，拿到图纸不要着急建模，看懂图纸很重要。所谓是磨刀不误砍柴工，对图纸真正了解了，知道了该怎么去仿，可以为以后节省很多时间，省的算完一遍发现问题还要再修改。
1：算电场应该知道电场是忌讳尖角的，所以对于图纸中有可能造成电场集中的部位都应该有倒角，有的时候结构图纸不一定会标明，但是自己心中应该清楚。
2 ：建模时，相邻的金属可以整体建模；对于装配图纸中的螺栓连接位置，如果连接的两侧都是金属，而且螺栓不太大，那么可以直接和相连接的金属建成整体；
3：模型中有均压罩时，均压罩内侧的电场会很小，这个部位的结构可以适当简化，一些小尺寸的结构适当可以忽略。同时，如果分析者根据经验可以判断出模型大致电场分布，在等位线较稀疏的部位也可以做简化；
4： 模型中承受高电位的部件的形状对于电场分布由较大作用，需要谨慎处理，严格避免尖角。
5：电场计算中，金属为等势体，因此可以不建模，但是个人呢感觉云图出来后黑乎乎的一团甚是不好看，因此一般就会建出来。这样做还有一个好处，就是加载方便。因为如果部件金属的话，施加高低载荷的时候就要把罗阔边挨个全选出来，这对于复杂的工程模型是很头疼的一件事，但是如果建立了金属，就可以直接选择面，或者选择面上衣服的线，面上依附的节点，这样不管是面加载，线加载还是节点加载都很方便。
6 ：能算二维就不算三维。
网格：
个人对于网格划分甚是不熟练，这里就不多说；有一条很重要，就是长强大的地方网格一定要够细，而且质量要好。计算完检查一下最大场强发生的位置，如果此处是一个畸形单元，那么由此产生的E不用说也是没有意义的，而最大场强又是电场计算中比较关注的方面，所以需要注意。
加载：
电场中加载比较简单，总体上有高电位、低电位、悬浮电位；用D命令加载即可；悬浮电位需要耦合所有节点电位自由度；
求解：
个人对于差值之类的数值问题不是甚懂，一般使用默认求解器。
下面附上一个初级的简单小例子的命令流
模型描述：
轴对称模型，左侧为导体，右侧为介质；
交流电场：工程中需要计算的交流电场均为电准静态场，可以使用静电场的方法来求解。求解时只需要定义材料的介电常数；
直流电场：直流电场为电流传导场，电压和电阻成正比，只需要定义介质电阻率；
命令：
直流：
/prep7
!定义单元和材料
et,1,plane230
mp,rvsx,1,1e10
mp,rvsx,2,2e-8
!建模
mat,2
rectng,0,0.1,0,2
mat,1
rectng,0.1,1,0,2
aglue,all
!网格
esize,0.05
amesh,all
alls
!加载
/solu
lsel,s,,,6
dL,all,,volt,0
lsel,s,,,2,4,2
dl,all,,volt,1
alls
!求解
solve
交流：
/finish
ET,1,plane121
MP,PREX,1,3
MP,PREX,2,2000
/solu
solve
计算后得到的直流和交流下的结果图虽然都和第二幅图差不多，但是两个场域的决定因素和控制方程是不一样的。
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