实验螺线管电磁阀静磁场分析综合性实验指导书.doc

实验指导书实验项目名称:螺线管电磁阀静磁场分析实验项目性质:综合性实验所属课程名称:电磁场与微波技术实验实验计划学时:实验目的掌握二维静磁场分析方法二、实验内容和要求生成几何模型；设定模型；设定执行参数；设定求解选项 磁场力与磁通密度分析三、实验主要仪器设备和材料计算机!1!实验方法、步骤及结构测试一、生成项目1、 生成项目目录用鼠标左键双击Maxwell控制面板的［Projects］,屏幕上出现项R管理 器单击【Add】按钮，弹出【添加新项目】对话框，在［Alias］编辑框中 输入新的项目目录getstart,选择［Use Current Directory］,单击【OK】，返 回2、 生成螺线管项目%1 在［Project Directories］列表框中选择【getstart】，单击［New］%1 在［Name］编辑框内输入solenoid,单击【OK】，返回%1 在［Note］编辑框内输入一些文字信息，以便以后查询%1 单击［Save Notes ］按钮，保存信息3、打开新项R与运行Maxwell 2D双击上面建立的【solenoid】，进入到执行命令菜单二、生成螺线管模型1、 选择求解器类型%1 单击螺线管执行命令窗口【Solver】右边的按钮，菜单上出现所有可 以使用的求解器%1 选择【Magnetostatic】命令2、 定义画图平面%1 单击【Drawing】左边按钮，出现绘图类型菜单%1 选择【RZPlane】命令3、 建立螺线管几何模型1） 访问建模器从执行菜单对话框选择【Define Model】I ［Draw Model ］,屏幕上将弹出2D建模器对话框。

2） 设定绘图区域%1 选择【Model】|【Drawing Unit］%1 左键单击【inches】按钮%1 选择【Rescale to new units］命令，将绘图区域单位转变为英寸%1 单击［ok］3） 改变绘图区尺寸%1 选择【Model】| [Drawing Size]命令%1 [Minima] T面的R、Z表示矩形区域左下角坐标值，R = 0, Z= — 35是默认值，通过键盘输入，将一35改成一 1.5%1 [Maxima]下面的R、Z表示矩形区域右上角坐标值，R = 100, Z =35是默认值，通过键盘输入，100改为4, 35改为1.5%1 单击【0K】4） 改变网格间距%1 选择【Windows】| [Grid]%1 选择【CARTESIAN】，在dU处输入0. 05, dV处输入0. 055） 生成儿何模型Plugnut%1 选择【Object】| [Rectangle]命令，这时光标变成十字形%1 选择左上角点，移动鼠标直到状态栏的U和V坐标为（0, -0.2）, 单击鼠标左键选择改点%1 选择右下角点：移动鼠标到坐标（0.3,-1.2）处，单击鼠标左键选 择改点%1 完成上述步骤，键盘输入【Plugnut】替代默认的Objectl,选择黄色 作为Plugnut的颜色。

单击[0K]按钮返回Core%1 选择【Object】| [Polyline]命令，这时光标变成十字形%1 选择第一个点，移动鼠标直到状态栏的U和V坐标为（0.1, 1.2）,%1 选择下一个点，移动鼠标直到状态栏的U和V坐标为（0.1,-0.15）%1 以同样的方式选择以下各点：（0.2, -0. 15）, （0. 2, -0. 1）,(0. 3, -o. 1), (0. 3, 1.2), (0. 1, 1.2)%1 在点(0. 1,1.2)处双击鼠标左键，屏幕上弹出新对象定义对话框，按 照类似Plugnut的方法，制定改物体的名字为Core，颜色为亮绿色1 单击【0K】按钮返回Coil%1 选择【Object】| ［Rectangle］命令%1 选择线圈的第一个角点：在状态栏【U】的编辑框输入0. 375%1 按［Tab］移动光标到状态栏【V】处，输入0.7%1 按【Tab】移动光标到状态栏［Enter］按钮，执行回车命令经过上述步骤，屏幕底部将提示输入第二个角点%1 按【Tab】移动光标到状态栏【dU】处，输入0.4%1 按［Tab ］移动光标到状态栏【dV】处，输入-1.5%1 按【Tab】移动光标到状态栏【Enter】按钮，执行回车命令。

1 指定该物体名字为Coi I,物体颜色为红色注意要定期存储儿何模型【File】| ［Save］Yoke选择【Object】| ［Polyline］命令，按照下表依次生成各点指定 物体的名字为Yoke,物体颜色为红色表1生成Yoke各点坐标UV0. 35-1.051. 1-1.051. 10.8dUdV000. 75001.850. 350.8-0. 7500. 350. 750-0. 051.050. 750. 701.05-1.00-1. 750. 35-1.0-0.700. 35-1.050-0. 05Bonnet模仿上面的方法，选择【Object】| ［Polyl ine］命令，按照表2依 次输入各点坐标指定物体的名字为Bonnet,物体颜色为亮蓝色 表2生成Bonnet各点坐标UVdUdV0. 350.8000.50.80. 1500.50. 9500.150.4250. 95-0. 07500. 4251. 17700. 2270. 351. 177-0. 07500. 350.80-0. 377三、指定材料属性1、访问材料管理器选择［Setup materials］命令，进入材料管理器，只有background被默认为vacuum,其他物体对应的材料都是unsigned2、指定Coil的材料属性一一铜%1 在［Object］列表框中选中coil%1 在材料数据库中选择copper%1 选择【Assign】3、指定Bonnet和Yoke的材料属性——冷轧钢(ColdRolledSteel)%1 通过【Multiple Select］选择 bonnet 和 yoke%1 选择［Material］ I ［Add］%1 在【Material Properties】框中，将 Material80 改为 ColdRolledSteel%1 选择【BH Nonlinear Material】命令%1 选择【BH Curve】命令，进入BH曲线编辑器%1 定义B和H的最大值和最小值在【Minimum H】中输入0在【Minimum B］中输入0在【Maximum H】中输入35000在【Maximum B】中输入2选择［Accept］%1 加入BH曲线点：选择【Add Point】命令在H、B处输入点(0, 0)单击【enter】%1 重复上述操作，依次输入表3中各点表 3 ColdRolledSteel 的 BH 曲线点7790.64410800.85814801.0620901.2631201.4451601.6199301.771.55e41.862.50e41.883.50e41.90⑨在输入最后一个点后，双击鼠标左键，软件将自动拟和数据点为曲线，单击【exit】推出材料生成器，返回到【Material Setup］对话框⑩单击【Enter】，完成ColdRolledSteel新材料的生成。

选择［Assign］,将 Col dRol 1 edSteel 指定给 bonnet 和 yoke4、指定Core的材料属性一 一NEO35%1 通过【Select】选择core%1 选择［Material］ | ［Add］命令%1 在【MaterialProperties】中，将 Material81 改为 NE035本处需要更改默认值单击［options］按钮，弹出选项窗I I单击鼠标取消He,选择Br,然 后单击0K退出分 别输入 1.05 和 1.25 到 【RelPermeability(Mu)］和[MagRententivity (Br)]编辑框内，单击 Ienter],生成材料 NE035单击［Assign］,将材料NE035赋给core,在屏幕上弹出指定坐标系框, 选择【Align with a given direction］,在【Angle】框内填入90,单击【0K】回到【Setup Material ］对话框5、指定Plugnut的材料属性一 一SS430其建立过程与ColdRolledSteel类似在【Minimum H】中输入0在【Minimum B】中输入0在【Maximum H］中输入40000在【Maximum B】中输入2.0SS430的BH曲线点HB001430.1251800.2062190.3942590.5892980.7433380.8533780.9324381.015171.085971.117161.169551.2015901.2739801.3763701.431.19e41.492.39e41.553.98e41.59四、建立边界条件和激励源在【执行命令】对话框，通过【Setup Boundaries/Sources】访问边界条件管理器1、 给背景指定气球边界条件%1 选择 background(Edit-select-object-by clicking)%1 指定边界条件(Assign-boundary-balloon)2、 给线圈施加源电流(1)施加电流源包括两部分：选择线圈coil和指定电流。

采用与background相同的方法 选择线圈%1 选择【Assign】| [Source] | [Solid]%1 在【Value】编辑框输入10000%1 选择【Assign】(2)保存并退出边界管理器五、设定求解参数①在【执行命令】对话框选择[Setup Executive Parameters] | [Force]%1 在【Object】列表框内选中Core%1 单击窗I I右下角的"Include selected objects?"后面的[Yes]%1 单击【Exit】，保存并退出六、 求解分析设定求解参数后，，选择[Solve] | [Nominal Problem]命令，启动 求解过程1、 解的监控2、 观察收敛情况单击【Excutive commands】菜单顶部的【Convergence】按钮3、 画收敛数据可以通过【Convergence Display]菜单中的命令以图形的方式直观地表 述%1 三角单元与收敛次数关系【Plot Triangles]%1 总能量与收敛次。