介紹使用 CST EM STUDIO (CST EMS) 進(jìn)行執(zhí)行器仿真。

圖 1 顯示了使用 CST EMS 的建模器功能創(chuàng)建的磁力噴射閥的形狀模型。線圈模型通過沿路徑掃描橫截面定義形成螺線管形狀。除了使用建模器功能創(chuàng)建模型外，您還可以導(dǎo)入 CAD 數(shù)據(jù)并將其用作分析模型。

仿真確定了作為線圈電流和電樞外殼間隙的函數(shù)的閥門電樞力，以及零件內(nèi)部的磁通密度分布。非線性靜磁場求解器用于計(jì)算。六面體和四面體網(wǎng)格均可用于非線性靜磁場求解器，但在此模擬中，我們使用六面體網(wǎng)格。您不僅可以獲得與四面體網(wǎng)格相似的結(jié)果精度，而且還可以對氣隙等形狀奇點(diǎn)進(jìn)行一致的網(wǎng)格控制。

圖 1：勵(lì)磁線圈和磁力噴射閥的幾何模型

幾何模型的細(xì)節(jié)如圖 2 所示。還展示了磁性材料。使用通過掃描多邊形 360 度創(chuàng)建的旋轉(zhuǎn)體，并使用 CST EMS 的線圈工具創(chuàng)建線圈模型（如圖 1 所示）。由于其對稱性，在適當(dāng)?shù)膶ΨQ條件下，可以將仿真時(shí)間減少 4 倍。以線圈的安匝數(shù)為變量進(jìn)行參數(shù)掃描，以獲得電樞力與間隙比以及與安匝數(shù)的相關(guān)性。

為了精確建模，必須考慮材料的磁非線性。來自實(shí)際測量的 BH 曲線用于定義每種材料的特性。

圖 2：噴射閥磁性材料

圖 3 顯示了氣隙為 0.3mm 的閥門中的磁通密度（絕對值）圖。磁場和磁導(dǎo)率分布等量也會(huì)自動(dòng)計(jì)算。還導(dǎo)出了諸如系統(tǒng)能量和力之類的次級(jí)量。其他次要數(shù)量可以使用后處理模板計(jì)算。

圖 3：磁通密度絕對值：0.3 mm 氣隙。

中心平面中的矢量到等高線圖

電樞力，即力隨電樞間隙尺寸和線圈電流的變化，也是一個(gè)重要的特性。在后處理期間會(huì)自動(dòng)計(jì)算力。圖 4 總結(jié)了這些計(jì)算結(jié)果。間隙由模型圖中的兩個(gè)紅點(diǎn)表示。通過將間隙中的網(wǎng)格線數(shù)定義為間隙參數(shù)，無論間隙寬度如何，都可以確保網(wǎng)格正確切割。此過程通過參數(shù)研究產(chǎn)生連續(xù)解決方案。

圖 4：電樞間隙、線圈安匝數(shù)和力之間的相關(guān)性。

間隙的網(wǎng)格密度根據(jù)間隙寬度而變化。

概括

我們主要介紹了CST EMS模擬電磁閥案例的建模函數(shù)和參數(shù)函數(shù)。此示例使用了使用 CST EMS 創(chuàng)建的模型，但也可以導(dǎo)入和使用復(fù)雜的形狀數(shù)據(jù)?？梢允褂?Modify 和 Parameter 功能對導(dǎo)入的模型進(jìn)行參數(shù)化?？梢栽谝幌盗袇?shù)上計(jì)算力，以探索幾何形狀和激勵(lì)對結(jié)構(gòu)特性的影響。