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1、电机电磁力场CAE有限元剖析研究讨论,一、计算机匡助工程（CAE）计算机匡助工程是随着CAD/CAM技术的进展而显露出来的一种新技术，它的涵义和功能范围还没有一统的提法，有点资深专家将CAE看成是里面含有工程剖析在内的意义广泛的CAD/CAM，同时因为CAE在机械工程中的应用最广泛（如铁路货车产品结构有限元剖析系统），故而把意义广泛的CAE称做MCAE。不过，非常大多数学者到现在为止仍然把CAE看成是以计算力学为基础，以计算机仿真（摹拟）为手眼的工程剖析技术，并相应地把它纳入意义广泛的CAD功能中，作为成功实现产品优化预设的主要支持板块。依照后一看法，CAE技术涵盖有限元FEM和边界元BEM剖
2、析、运动因构剖析、气动或流场剖析、电路预设和磁力场剖析等。那里面有限元剖析在机械CAD中应用最广泛。这种办法，首先在几何上把剖析对象区分清楚成有限个单,元，由相互交错的网格节点形成有限个元素，而后经过计算每个单元或节点的特别的性质，剖析群体的特别的性质。有限元剖析法是近20年来进展起来的技术，随着应用规模和范围的不断扩张，其理论和技术一天比一天完备，它最冒尖的长处是通用性强，可用于工程结构力学、导热、液压、气动力学等的剖析中，适合使用于涵盖电子、航空、航天在内的各种机械工程领域。同时，对于各类工程剖析问题，有相当一小批相仿的处置过程，故而十分适合使用于标准化。二、电机CAE的进展 20百年70
3、时代以来，随着科技的迅猛进展与社会形态需要一天一天地走向多样化，市场变动次数多，竞争紧张。表如今电机产品方面，产品更新换代的周期越来越短，产品的性能、品质、价钱以及交货期的竞争越来越紧张。对大数电机厂来说，一个表面化的独特的地方是多品种、小批量出产占主导地位。在施行多品种、,小批量出产时，因为产品的品种和工艺过程的多样性，背景条件（如用户订货、外购、外协、交货期等）的不确认性，以及出产规划与出产调度的动态性等因素，以致物料过程复杂多变，信息流的数值和信息多而杂乱，信息的处置、储存与传道输送次数多。因为这个，按常理的单件出产或按刚性半自动化的形式都没有办法适合，务必解决物流既具高效半自动化，又具
4、出产“柔性”即柔性半自动化的问题；同时，也务必相应地解决信息流（涵盖产品预设、工艺预设以及出产管理）的半自动化问题。所说的柔性（flexibility）是指，当出产对象变更时，具备灵活的适合性。在电机工程中的应用主要有下面这些方面：1、计算机匡助电机预设：这是利用计算机帮忙许多人预设出最佳的电机；2、计算机匡助电机工程图的画出；3、计算机匡助电机电磁力场、温度场和应力场的计算。,以往，电机中场的求解只限于应用解析法和图解法。这些个办法的应用，普通限止在边界条件简单而介质为线性的场合。计算机和计算技术的进展为电机中复杂的场问题数字解供给了条件，因此可以将现代数字解中的差分法、有限元法和边界元法等
5、办法，在利用计算机技术的基础上去求解电机中的各种线性和非线性的牢稳场或瞬变场的问题，并取得较满足的最后结果。计算机具备大容积和靠得住记忆有经验、迅速的数值处置有经验和检索有经验，这些个有经验正巧与人的工作特长互补；另一方面，人只要以手续化的形式给予计算机一定的智能，计算机即可代替人的思惟施行思维规律判断与推理，起着“资深专家”的效用；这个之外，计算机是可编程的，具备莫大的柔性。因为这个，计算机是解决电机产品多品种、小批量出产柔性半自动化的最佳路径。三、电机电磁力场有限元剖析 电机电磁,力场是工程领域中所遇电磁力场的一种，电磁力场问题的理论基础是Maxwell方程组，各种电磁力场问题均可等价于算
6、术领域中偏微分方程的初、边值问题。电机电磁力场所里面含有的类型众多，如按场源是否任何时间间变动可分为稳态场与时变场；按求解地区范围的中介线性与否可分为线性、非线性问题；按电磁力场位函数的维数可分为一维、二维、三维问题。就从电机电磁力场散布地区范围来看，也有气隙磁力场、端部磁力场、铁心磁力场、电枢导线涡电流场等；从理论上讲，用数字办法可以解决上面所说的问题，但实际工程应用中，纵然是基本的二维稳态电机电磁力场问题，电机预设者也较少从场的观点动身，认为合适而使用有限元或其他数字法施行求解，究其端由，除客观条件限止外，主观上仍有两方面：其一是要用有限元或其他数字法求解电机电磁力场问题，则预设者本身至少
7、要洞晓该数字办法的,理论及过程、相应的计算机手续语言及数值结构、输入数值文件的树立，有时候还要施行不可缺少的手续改正、编译等；其二，预设者在数字计算前，因为数值前处置过程枯燥、数值量繁重，其办公量约占整个儿有限元剖析办公量的80百分之百，因为这个，电机电磁力场数字计算的工程应用研讨已经提到较关紧的位置，即怎么样从电机预设者角度动身，将较成熟的求解电机电磁力场的数字算法如有限元法在过程上通用化，操作上简捷化，数值管理上半自动化，让电机预设者真正将有限元法作为一种求解电机电磁力场的通用工具，正如会运用计算器的人，并非务必理解其办公原理、机器语言、数字显露等。因为有限元理论已比较完善，相应的计算办法
8、及软件已在工程领域中作为剖析计算的工具，因为这个，电机预设担任职务的人更关切怎么样应用有限元法来剖析计算电机电磁力场，即有限元前（后）处置。,1、有限元前处置：是指在有限元剖析手续运行曾经，针对某一具体问题所务必的全部数值的准备办公。就电机电磁力场而言，它主要涵盖求解地区范围确实认、几何板型描写、地区范围网格剖分、节点、单元编号及优化、各种信息数值生成等。2、有限元后处置：施行电机电磁力场有限元剖析的目标，是让电机预设者对电机磁力场有清楚直观的意识，而有限元法作为一种数字算法，其剖析计算的最后结果因子据繁重，不方便剖析名声。将这些个数值改换成工程领域所知道得清楚的各种图、曲线、表格等对工程剖析及预设名声是很不可缺少的，这就要用到有限元后处置。到现在为止有限元剖析系统（前处置、有限元求解、后处置）进展的总发展方向是与CAD系统集成化，以形成预设、计算、优化、剖析、绘图的集成化软件系统，国际上较闻名的有限元软件系统有ANSYS等。,
