ansys电机CAE 解决方案(安世亚太内部资料)

ANSYS产品分为三大通用体系，即结构，流体，电磁。

另外还有专业的行业专用工具及前处理工具等。

一，结构1，非线性及动力学分析：MechanicalANSYS Mechanical是ANSYS产品家族中的结构及热分析模块，除提供常规结构分析功能外，强劲稳健的非线性、独具特色的梁单元、高效可靠的并行求解、充满现代气息的前后处理是她的四大特色。

2，高级疲劳耐久性分析和信号处理软件：FE-SafeANSYS FE-SAFE是真正实现CAE分析、疲劳试验与疲劳设计于一体的高级结构疲劳耐久性分析和信号分析处理专用软件,界面友好，易学易用。

3，多体动力学仿真软件：RecurDYN TRecurDyn是多体动力学分析软件中新技术的最佳代表。

采用相对坐标系运动方程理论和完全递归求解技术，非常适合于求解大规模的多体动力学问题。

4，通用显式非线性有限元程序：LS-DYNALS-DYNA是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（160多种材料模型）和接触非线性（50多种接触类型）程序，是世界上最著名的通用显式非线性有限元程序分析软件。

5，新一代刚体动力学分析模块：Rigid DynamicsRigid Dynamics是ANSYS Structural（或更高级的Mechanical或Multiphysics）产品的一个附加模块，它集成于Workbench环境下，在Structural所具有的柔性体动力学（瞬态动力学）分析功能的基础上，基于全新的模型处理方法和求解算法，专用于模拟由运动副和弹簧连接起来的刚性组件的动力学响应。

二，流体1，高级流体动力学分析软件：CFXANSYS CFX是一款拥有世界最先进算法的成熟商业流体计算软件。

功能强大的前处理器，求解器和后处理模块使ANSYS CFX能满足几乎所有工业流体的计算分析需要。

2，专业的流体力学分析软件：FLUENT在过去的二十多年间，FLUENT已成为了全球领先的商用流体分析软件，它采用流体动力学（CFD）的数值模拟技术，为全球范围内的各个行业的工程师提供流体问题的解决方案，是当今全球应用范围广泛，功能强大的商业CFD软件。

ANSYS WorkBench协同CAE技术及流程作者：安世亚太雷先华WorkBench作为ANSYS的新一代多物理场协同CAE仿真环境，其独特的产品架构和众多的支撑性产品模块为各种类型研发机构的复杂CAE应用提供了非常优秀的协同环境，主要体现在两个方面，一是对各种CAE应用技术的协同、二是对CAE应用流程的协同。

CAE技术协同目前企业中常见的CAE技术应用环境，通常有多种不同类型的CAD软件和多种不同类型、不同学科领域（结构/流体/电磁等）的CAE软件一起为研发服务，这里面的主要问题包括：* 各CAE都采用自己独有的前后处理程序，数量多，学习和掌握困难，相互之间难以共享模型和数据；* 不同学科CAE间难以相互传输计算结果和载荷数据，无法有效地进行耦合分析；* 各CAD与各CAE间的数据接口关系复杂，在版本一致性、数据传输可靠性方面难以保证；* 任何设计修改过程都是一个完整的CAD→数据传输→模型化→求解→后处理评判→CAD过程，繁杂冗长。

在ANSYS WorkBench的基础上，即使CAE求解器保持不变，整个CAE技术的应用环境也会发生很大的改观，主要体现在：* 各CAE间共用模型处理环境且与各CAD间是双向“参数”链接（而非纯粹的“数据”传递），无缝共享模型与数据，且接口单一，能实现不同来源CAD数据的装配和参数管理；* 前后处理环境单一，便于学习掌握及各部门/人员间的技术交流；* 内置耦合机制使不同学科CAE间能便捷地传输计算结果和载荷数据，实现耦合；* 多种途径可实现设计修改过程：原始方式直接在DesignModeler中更改CAD参数、利用ParaMesh多学科网格随移技术直接实现参数化网格模型修正。

如果各学科都采用ANSYS求解器，则整个CAE技术的应用环境将异常简洁，如图1所示。

ANSYS各专业学科的求解器不单是在本专业内做到了最强，而且相互之间的耦合也最彻底，比如，最新版本的ANSYS结构分析（Structural）和流体分析（CFX）已经完整实现了在单一使用界面下的直接双向耦合计算，对工业界常见的复杂流固耦合问题（如颤振、流致振动等）提供了无出其右的解决方案。

S Y S产品简介精编 Lele was written in 2021关键字:技术特色:完整的单场分析方案：安世亚太汇集了世界最强的各物理场分析技术。

包括以强大的结构非线性着称的机械模块Mechanical；以强大的碰撞、冲击、爆炸、穿甲模拟能力着称的显式模块AUTODYN；以求解快速着称的流体动力学分析模块CFX；以特大电大尺寸分析能力着称的电磁场分析模块FEKO。

独特的多场耦合分析：ANSYS软件不但具有强大的单场分析模块，还可以求解多物理场间的耦合问题；耦合场的关键在于各场分析数据的无缝传递。

不是统一数据库，甚至不是同一家公司产品，分析数据的传递无法达到无缝的要求。

因此，不是任意两个软件之间都能进行多场耦合分析。

“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。

高效的并行计算：并行计算使得超大规模计算的效率数十倍提高，对求解规模没有任何限制，计算时间可完全满足设计流程的要求。

ANSYS是当今世界唯一一家可以求解一亿自由度问题的CAE公司。

高质量/高可靠性：质量是ANSYS 强大生命力的保证，我们的质量保证人员和开发人员的比例是1:1。

严格的质量管理使ANSYS在众多的CAE软件中率先通过了ISO9001质量认证体系，也是唯一一家通过ISO9001:2000版质量认证体系的CAE软件。

先进的协同研发平台：PERA根据现代企业对研发环境的要求，在基于J2EE的基础层上，通过对流程、技术及数据三个子平台的集成，整合了研发相关的所有工具，形成一个基于网络的、分布式企业级协同研发平台。

该平台将设计模型管理、研发技术管理、研发流程管理、多学科优化、多物理场仿真、仿真数据管理及智力资产管理融于一身，并充分利用企业分布式硬件资源和网格计算资源，支持企业的任何研发活动。

产品体系:1. 机械分析解决方案结构非线性/动力学模块：Mechanical是ANSYS产品家族中的结构及热分析模块。

专注于结构分析技术的深入开发，注重旋转机械和复合材料分析能力。

Ansys（Ansoft）MaxwellRMxprt电机仿真入门详细教程最近课题需要使用ANSYS对三相交流感应电机进行一些仿真，关于ANSYS分析的资料网上很多，但感觉对于新手来说最麻烦和最艰难的还是刚开始那个阶段。

之前在网上搜索了一下感觉也没有非常傻瓜的入门教程，后来在外网上找到一个不错的教程（电机建模，电机分析），在这里以文字的方式进行分析总结一下。

在教程中使用的ANSYS版本是18.2，因为需要进行电磁仿真，所以还需要另外安装相应版本的Ansys Electronics Suite。

才能使用教程中的Maxwell和RMxprt模块。

接下来对整个步骤做一下详细的说明。

整个分析过程主要包括两部分：（1）在RMxprt快速建立三相交流电机的仿真模型（2）对模型进行分析（1）建立电机模型Step1：打开ANSYS workbench，并从软件左边拖拽一个RMxprt分析模块到右侧活动窗口，随后双击Setup进入ANSYS电气分析模块。

Step2：在软件左侧项目管理的窗格内，右键点击RMXprtDesign1并在弹出的对话框中选择感应电机。

Step3：随后单机页面上的添加求解步骤按钮，按下图所示设置电机的相关额定参数。

Step4：双击左侧项目栏中的Machine分支，如退所示设置电机的一些基本信息Step5：双击左侧任务栏里的Stator分支，俺如果所示设置定子参数，随后双击Stator目录下的Slot项目，在弹出的菜单栏中取消勾选Autodesign，随后再次双击SLot分支，如图所示设置定子相关参数。

Step6：双击左侧项目栏中Stator分支下的Winding，如下图所示对电机定子绕组进行参数设置Step7：接下来同理先双击Rotor进行转子参数设置，双击Rotor Slot进行转子槽设计，双击Winding进行转子绕组设计Step8：双击左侧任务栏中的Shaft，对电机轴的参数进行设定Step9：完成以上电机参数设置后可以选择页面上的Validate按钮进行参数检查，没有问题的话可以保存，随后点击选项栏里的Analyze All 和 Solution Data，可以查看点击查看所构造点击的一些基本参数。

1.高等数学2. 普通物理3. 普通化学4. 理论力学5. 材料力学6. 流体力学7.计算机应用基础8.电工电子技术9. 工程经济10.土木工程材料11. 工程测量12. 职业法规13.土木工程施工与管理14. 结构设计15. 结构力学16. 结构试验17.土力学与地基基础1.结构静力分析用来求解外载荷引起的位移、应力和力。

静力分析很适合求解惯性和阻尼对结构的影响并不显著的问题。

ANSYS程序中的静力分析不仅可以进行线性分析，而且也可以进行非线性分析，如塑性、蠕变、膨胀、大变形、大应变及接触分析。

2.结构动力学分析结构动力学分析用来求解随时间变化的载荷对结构或部件的影响。

与静力分析不同，动力分析要考虑随时间变化的力载荷以及它对阻尼和惯性的影响。

ANSYS可进行的结构动力学分析类型包括：瞬态动力学分析、模态分析、谐波响应分析及随机振动响应分析。

3.结构非线性分析结构非线性导致结构或部件的响应随外载荷不成比例变化。

ANSYS程序可求解静态和瞬态非线性问题，包括材料非线性、几何非线性和单元非线性三种。

4.动力学分析ANSYS程序可以分析大型三维柔体运动。

当运动的积累影响起主要作用时，可使用这些功能分析复杂结构在空间中的运动特性，并确定结构中由此产生的应力、应变和变形。

5.热分析程序可处理热传递的三种基本类型：传导、对流和辐射。

热传递的三种类型均可进行稳态和瞬态、线性和非线性分析。

热分析还具有可以模拟材料固化和熔解过程的相变分析能力以及模拟热与结构应力之间的热－结构耦合分析能力。

6.电磁场分析主要用于电磁场问题的分析，如电感、电容、磁通量密度、涡流、电场分布、磁力线分布、力、运动效应、电路和能量损失等。

还可用于螺线管、调节器、发电机、变换器、磁体、加速器、电解槽及无损检测装置等的设计和分析领域。

7.流体动力学分析ANSYS流体单元能进行流体动力学分析，分析类型可以为瞬态或稳态。

分析结果可以是每个节点的压力和通过每个单元的流率。

本文主要针对Tribo-X inside ANSYS的功能及各方向应用实例进行介绍，限于篇幅关系会分五篇进行介绍，第一篇主要结合软件的需求、理论、功能及应用方向进行介绍，第二篇至第五篇将结合具体应用方向的示例进行介绍。

本篇为第一篇。

一、滑动轴承计算应用场景滑动轴承大量用于旋转机械结构，系统力学行为与滑动轴承的特性参数密切相关，有必要对滑动轴承进行计算以获取轴承参数，研究轴承受力状态，如油膜压力、油膜间隙、轴承剪力、油膜刚度、油膜阻尼等。

但滑动轴承计算在本质上属于复杂的多物理场问题，涉及流体力学、结构力学、热力学，而且尺度极小，通常间隙量仅为数十到数百微米，经典三维CFD或者有限元计算难度很大。

基于ANSYS WB平台开发的滑动轴承计算工具Tribo-X inside ANSYS是基于热弹油膜动力学的滑动轴承求解器，它采用合理简化算法，实现从3D计算到2D计算的转换，基于简单模型快速完成滑动轴承计算。

Tribo-X inside ANSYS将Tribo-X求解器集成到ANSYS Workbench环境中，基于ANSYS环境建模、设置滑动轴承计算参数并驱动Tribo-X求解器实现滑动轴承快速计算，解决了传统CAE 方法难以计算滑动轴承的困难，可以获取轴承重要参数，研究轴承受力状态，预测旋转轴承系统的稳定性，对轴承参数进行设计优化，并可以将轴承计算与ANSYS Mechanical结构计算联合，精确考虑轴承特性对系统力学特性（如转子动力学）的影响。

二、Tribo-X inside ANSYS概述1、适用的轴承目前版本功能支持的滑动轴承类型如图所示：图-适用于TriboX-inside ANSYS进行分析的轴承（红线框内）2、合理假定油膜间隙远小于轴承尺寸厚度方向压力不变3、理论公式TriboX-inside ANSYS基于TEHD（热弹油膜动力学）的油膜轴承求解器，图-润滑方程图-三维NS方程(CFD)与二维雷诺方程（Tribo-X）计算结果对比●RDE与CFD计算结果存在微小偏差●RDE计算时间明显低于CFD的计算时间4、应用方向Tribo-X求解器集成在ANSYS Workbench环境中，二者优势互补。

ANSYS产品简介关键字: ANSYS技术特色:完整的单场分析方案：安世亚太汇集了世界最强的各物理场分析技术。

包括以强大的结构非线性著称的机械模块Mechanical；以强大的碰撞、冲击、爆炸、穿甲模拟能力著称的显式模块AUTODYN；以求解快速著称的流体动力学分析模块CFX；以特大电大尺寸分析能力著称的电磁场分析模块FEKO。

独特的多场耦合分析：ANSYS软件不但具有强大的单场分析模块，还可以求解多物理场间的耦合问题；耦合场的关键在于各场分析数据的无缝传递。

不是统一数据库，甚至不是同一家公司产品，分析数据的传递无法达到无缝的要求。

因此，不是任意两个软件之间都能进行多场耦合分析。

“Multiphysics”是ANSYS公司的独有词汇。

高效的并行计算：并行计算使得超大规模计算的效率数十倍提高，对求解规模没有任何限制，计算时间可完全满足设计流程的要求。

ANSYS是当今世界唯一一家可以求解一亿自由度问题的CAE公司。

高质量/高可靠性：质量是ANSYS强大生命力的保证，我们的质量保证人员和开发人员的比例是1:1。

严格的质量管理使ANSYS在众多的CAE软件中率先通过了ISO9001质量认证体系，也是唯一一家通过ISO9001:2000版质量认证体系的CAE 软件。

先进的协同研发平台：PERA根据现代企业对研发环境的要求，在基于J2EE的基础层上，通过对流程、技术及数据三个子平台的集成，整合了研发相关的所有工具，形成一个基于网络的、分布式企业级协同研发平台。

该平台将设计模型管理、研发技术管理、研发流程管理、多学科优化、多物理场仿真、仿真数据管理及智力资产管理融于一身，并充分利用企业分布式硬件资源和网格计算资源，支持企业的任何研发活动。

产品体系:1. 机械分析解决方案结构非线性/动力学模块：Mechanical是ANSYS产品家族中的结构及热分析模块。

专注于结构分析技术的深入开发，注重旋转机械和复合材料分析能力。