電磁器件往往也會受到力的作用并發(fā)生變形,對于變形比較顯著的情形,需要基于變形后的幾何構(gòu)型進(jìn)行電磁場分析。如果器件的力學(xué)變形不受電磁場的影響,則為單向耦合問題,可以先做力學(xué)分析,在變形的基礎(chǔ)上進(jìn)行電磁場分析。
Abaqus軟件是一款功能強(qiáng)大的有限元分析軟件,可以對各類結(jié)構(gòu)做力學(xué)變形分析。本文介紹基于Abaqus進(jìn)行力學(xué)分析并導(dǎo)出變形后的幾何模型,以供CST電磁分析軟件使用??梢园凑找韵虏襟E進(jìn)行:
【Step 1】:創(chuàng)建Abaqus分析模型并求解
這里以懸臂梁模型為例,在Abaqus中建立完整的有限元分析模型,并提交計算。對于變形較大的問題,建議在分析步中開啟幾何非線性選項(xiàng)。
懸臂梁有限元分析模型
【Step 2】:在Abaqus后處理中查看結(jié)果并導(dǎo)出變形后的模型
在Abaqus后處理中查看變形、應(yīng)力等結(jié)果,確定得到的結(jié)果是合理的。然后在變形的繪圖狀態(tài)下,在菜單欄上選擇【Plug-ins】-> 【Tools】-> 【STL Export…】,彈出【STL Export】對話框,將變形后的模型保存為STL文件。注意這里需要使用Abaqus 2022版本。
懸臂梁位移結(jié)果
在變形后繪圖狀態(tài)下保存為STL文件
【Step 3】:在Abaqus前處理中檢查STL文件
在Abaqus前處理中導(dǎo)入剛才得到的STL文件,檢查文件數(shù)據(jù)是正確的。需要注意STL文件的模型與Abaqus分析模型的網(wǎng)格和單元類型相關(guān)。
導(dǎo)入STL文件
STL文件格式(STereoLithography)是由3D Systems公司于1988年制定的一個接口協(xié)議,由多個三角形面片的定義組成,每個三角形面片的定義包括三角形各個定點(diǎn)的三維坐標(biāo)及三角形面片的法矢量。
STL文件中的模型
【Step 4】:基于變形后模型進(jìn)行電磁分析
在CST中導(dǎo)入STL模型,即變形后的模型,在此基礎(chǔ)上做電磁分析。也可以采用SolidWorks等工具,將STL轉(zhuǎn)換成step等格式的幾何模型,再導(dǎo)入CST中進(jìn)行分析。
導(dǎo)入CST的模型
不同于使用inp格式,這里導(dǎo)入STL文件,軟件將其識別為實(shí)體,可進(jìn)行材料設(shè)置和剖網(wǎng)格等操作。為方便演示,模型設(shè)為介質(zhì)材料,分別看一下六面體和四面體網(wǎng)格。
加個平面波和監(jiān)視器看看:
總結(jié):
本文介紹了基于Abaqus進(jìn)行力學(xué)有限元分析得到器件的變形,然后將變形后的構(gòu)型導(dǎo)出為STL格式的幾何模型,在CST中導(dǎo)入該模型并進(jìn)行電磁場分析,為結(jié)構(gòu)-電磁的順序耦合分析提供了一種路徑。
(內(nèi)容、圖片來源:CST仿真專家之路公眾號,侵刪)
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