Дипломная работа: Исследование магнитных систем в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS
По данным таблицы 2.5 видно, что расчет силы магнитного поля с использованием 3d модели дает наилучшую сходимость методов. Также важно отметить, что для каждой модели сила магнитного поля, рассчитанная методом виртуальной работы, дает результаты с точностью 10-2. Для расчетов аналогичных задач приемлема любая модель, однако менее трудоемким является способ с использованием первой модели.
2.2 Эксперимент
2.2.1 Описание установки
Исследуемая установка состоит из цилиндрического корпуса (пластмасса), направляющего стержня (сталь), электронных весов, измерительной шкалы и двух одинаковых постоянных магнитов марки NdFeB (неодим-железо-бор). В описываемой установке постоянные магниты расположены одноименными полюсами вертикально друг к другу, обеспечивая этим рабочий зазор. Первый магнит жестко зафиксирован в верхней части подвижного корпуса. В нижней части корпуса расположено отверстие для стального стержня, на верхнем конце которого прикреплен второй постоянный магнит.
Рис 2.16 Исследуемая установка с постоянными магнитами.
Стальной стержень с магнитной системой в корпусе установлен на электронные весы. На корпус и зафиксированный в нем верхний магнит прикладывается нагрузка, воздушный зазор между магнитами уменьшается. Это фиксируется с помощью измерительной шкалы. С помощью электронных весов измеряется нагрузка, приложенная к подвижному корпусу с верхним магнитом.
Таблица 2.6 Основные характеристики установки.
| № | Составная часть установки | Масса составной части установки, Гр. | Индукция насыщения, | Длина составной части установки, mm |
| 1 | Магнит NdFeB | 0.5 | 5 | 3 |
| 2 | Стальной стержень | 40 | 2 | 100 |
| 3 | Корпус | 6 | 6 | 150 |
2.2.2 Экспериментальные данные
Таблица 2.7. Зависимость силы, действующей на верхний магнит от воздушного зазора между магнитами.
| № | Воздушный зазор, мм. | Сила, действующая на верхний магнит, Н. |
| 1 | 1 | 4,46 |
| 2 | 2 | 3,66 |
| 3 | 3 | 2,40 |
| 4 | 4 | 1,68 |
| 5 | 5 | 1,28 |
| 6 | 6 | 0,91 |
| 7 | 7 | 0,70 |
| 8 | 8 | 0,56 |
| 9 | 9 | 0,41 |
| 10 | 10 | 0,33 |
| 11 | 12 | 0,21 |
| 12 | 14 | 0,12 |
| 13 | 17 | 0,06 |
Из рисунка 2.17 видно, что в первом приближении сила магнитного поля возрастает по экспоненте с уменьшением расстояния между постоянными магнитами.
Рис.2.17. Зависимость силы, действующей на верхний магнит от воздушного зазора между магнитами.
2.3 Сравнение результатов рассчитанных методами программной системы конечно-элементного анализа ANSYS с экспериментальными
По данным таблицы 2.8 были построены графики зависимости силы магнитного поля от расстояния между магнитами. Рис.2.18
Таблица№2.8. Зависимость силы, действующей на верхний магнит от воздушного зазора между магнитами.
| № | Воздушный зазор, мм. | Эксперимент, Н. | Ansys, Н |
| 1 | 1 | 4,46 | 4,61 |
| 2 | 2 | 3,66 | 3,11 |
| 3 | 3 | 2,40 | 2,20 |
| 4 | 4 | 1,68 | 1,63 |
| 5 | 5 | 1,28 | 1,22 |
| 6 | 6 | 0,91 | 0,91 |
| 7 | 7 | 0,70 | 0,69 |
| 8 | 8 | 0,56 | 0,53 |
| 9 | 9 | 0,41 | 0,42 |
| 10 | 10 | 0,33 | 0,33 |
| 11 | 12 | 0,21 | 0,22 |
| 12 | 14 | 0,12 | 0,15
К-во Просмотров: 283
Бесплатно скачать Дипломная работа: Исследование магнитных систем в программной системе конечно-элементного анализа ANSYS
|