Progetto numerico di dispositivi elettrici e magnetici

ANSYS, Inc.  D l   f ANSYS f il   Developer of ANSYS family of products

Headquartered in  Headquartered in Canonsburg, PA ‐USA (south of Pittsburgh)of Pittsburgh)

ANSYS Channel Partners Sales and support network Sales and support network for ANSYS

Over 75 offices worldwideOver 75 offices worldwide Local expertise for ANSYS consulting and trainingg g

ANSYS Multiphysics ‐ Multiphysics simulation solutions from ANSYS allow engineers anddesigners to create virtual prototypes of their designs operating under real‐world multiphysics conditions.Provides the analysis industry's most comprehensive coupled physics tool combining structural, thermal,y y p p p y gCFD, acoustic and electromagnetic simulation capabilities into a single software product.

ANSYS Structural Mechanical ‐ Structural mechanics solutions from ANSYS provide theability to simulate every structural aspect of a product, including linear static analyses that simply providesy y p p , g y p y pstresses or deformations, modal analysis that determines vibration characteristics, through to advancedtransient nonlinear phenomena involving dynamic effects and complex behaviors.

ANSYS Professional – Inexpensive easy‐to‐use program for structural/thermal analysis projects ANSYS Professional – Inexpensive, easy‐to‐use program for structural/thermal analysis projects.

ANSYS DesignSpace –An easy‐to‐use package that gives designers the tool to conceptualize, design

and validate ideas right on the desktop.and validate ideas right on the desktop.

ANSYS LS‐DYNA – Meets design challenges by fusing LSTC’s LS‐DYNA explicit dynamic solvertechnology with the pre‐/post‐processing power of ANSYS software. This powerful pairing helps engineersunderstand the elaborate combinations of nonlinear phenomena found in crash tests metal forging stamping andunderstand the elaborate combinations of nonlinear phenomena found in crash tests, metal forging, stamping and

catastrophic failures.

ANSYS Emag – Addresses the analysis needs of the low‐frequency electromagnetics market.g y q y g

ANSYS è un codice numerico basato sul metodo deglil ti fi iti h t l i l i dielementi finiti che consente la risoluzione di un

generico problema di campo. Un problema di campo può essere risolto con: Metodi analitici (2‐D) mezzi lineari omogenei edMetodi analitici (2 D) mezzi lineari omogenei edisotropiM di i i ( D) i li i Metodi numerici (3‐D) mezzi non lineari, nonomogenei ed anisotropi

Un codice numerico necessita di analisi preliminari chevengono svolte dal progettista.g p g

1. Esiste una soluzione analitica o approssimata delproblema?problema?

2. Il problema può essere ricondotto almeno sotto certid d blpunti di vista, o per certi aspetti, ad un problema

risolubile analiticamente?3. Nel caso che ad una o entrambe delle domande

precedenti la risposta sia affermativa: quali sono iprecedenti la risposta sia affermativa: quali sono irisultati ottenuti od ottenibili, a quali quesiti delproblema l’approccio analitico non può rispondereproblema l approccio analitico non può rispondere,quali approssimazioni l’approccio analitico impone?

4. Quali sono le simmetrie presenti nel modello, siageometriche che di campo?geometriche che di campo?

5. Quali sono le condizioni di campo al contorno ed inparticolare qual è l’estensione del dominio di analisi?particolare qual è l estensione del dominio di analisi?

6. Eventuali caratteristiche non lineari dei materiali sonoli i bili? S i i li tt d i i?linearizzabili? Se si, in quali sottodomini?

7. Le analisi di campo tempo‐dipendenti necessitanol t di li i t it i l i t h irealmente di analisi transitorie, o le risposte che si cercano

sono riscontrabili in analisi nel dominio della frequenza?d ll d d d l8. Sono necessarie delle procedure di ottimizzazione del

progetto relativo alla soluzione del problema di campo?

CAMPI STATICI O QUASI STATICI

hi   l i h   i b bi     l i    macchine elettriche rotanti trasformatori

tt t i ( lè   t tt i)

bobine per acceleratori e macchine da fusione

t i li  l tt t ti i i attuatori (relè, contattori) testine magnetiche Schermature

potenziali elettrostatici in: isolatori

ti Schermature passanti connettori.

CAMPI RAPIDAMENTEVARIABILI

Guide d'onda Guide d'onda Antenne Cavità risonanti Cavità risonanti Filtri 

PRELIMINARY DECISIONSWhi h  l i  t ?

Preliminary Decisions

Which analysis type?What to model?Which element type?

PREPROCESSINGDefine MaterialC t    i t th   d l  t

Preprocessing

Create or import the model geometryMesh the geometry

SOLUTIONSOLUTIONApply loadsSolve

Solution

POSTPROCESSINGReview resultsCheck the  alidit  of the sol tionCheck the validity of the solution

Postprocessing

Selezione cartella di lavoro (dove vengono conservati i files prodotti dal codice)prodotti dal codice)

Nome del file da creare o da gestirecreare o da gestire

“Clickando” su Clickando  su Esegui si entra in ANSYS

Barra dei menù

Prompt dei commandi menù

Abbreviation Toolbar MenuModel Control 

Finestra grafica

Model Control Toolbar

C di 

Finestra grafica

Comandi grafici

C t S ttiUser Prompt Info

Current Settings

Visualizza i messaggi di testo prodotti da ANSYSANSYS.

Posizionata ad un livello inferiore alle altre finestre sul monitor e può essere monitor e può essere portata, se necessario, in primo piano per leggere i messaggi.

Pan‐Zoom‐RotateSave Analysis

Open ANSYS FileImage Capture

Report Generator

New Analysis ANSYS Help

p

y ANSYS Help

File: gestisce i documentiS l   i  l   l i  d i  i Select: gestisce la selezione dei componenti

List: gestisce i risultati di proprietà e componenti Plot: gestisce e attiva plotaggi (in particolar modo di entità particolari)Plot: gestisce e attiva plotaggi (in particolar modo di entità particolari) PlotCtrls: gestisce la visualizzazione della finestra grafica e delle sue 

proprietàW k l   i  i  i i di l     i i Workplane: gestisce i piani di lavoro, se attivati

Parameters: consente di importare ed esportare dati Macro: gestisce le macro, sia predefinite, che definite dall’utenteMacro: gestisce le macro, sia predefinite, che definite dall utente MenuCtrls: gestisce l’impostazione dei menu, delle finestre e ne permette 

la personalizzazioneH l    di  d   ll  d i  i  li Help: permette di accedere alla documentazione in linea.

Contiene pulsanti che attivano comandi e funzioni di ANSYS di particolare ili àutilità.

Può essere personalizzato per introdurre altri comandi e funzioni da ogni Può essere personalizzato per introdurre altri comandi e funzioni da ogni singolo operatore

E` la finestra d   i  dove appaiono le 

t i i rappresentazioni grafiche sia in fase di fase di costruzione della geometria  della geometria  che in fase di visualizzazione visualizzazione dei risultati 

Element Attributes Active Coordinate System

E` la finestra principale  da essa si  E  la finestra principale, da essa si accede ai diversi moduli di ANSYS: PREP7, SOLUTION, POST1, POST26, PREP7, SOLUTION, POST1, POST26, OPT…

BEGIN LEVEL Livello inizialeBEGIN LEVEL Livello iniziale

PREP7general pre-

SOLUTIONprocessor

POST1general

POST26post-processor

ALTROmacro, Livello di general pre

processorprocessor general

post-processor

post processoranalisi dinamiche

macro, optimization

…

Livello di processor

Definizione del tipo di problema Definizione del tipo di problema Definizione delle unità di misura e dei fattori di 

lscala Definizione dei materialiDefinizione dei materiali Costruzione della geometriaD fi i i  d ll   i t i Definizione delle simmetrie

Applicazione di condizioni al contornopp

Applicazione dei carichi (anche in PREP7) Applicazione dei carichi (anche in PREP7) Applicazione di condizioni al contorno

l d l bl Soluzione del problema

POST1:  analisi dei risultati per problemi statici

POST26:  POST26:  analisi dei risultati per problemi dinamici

L’attivazione di uno dei moduli di ANSYS permette di accedere ad una serie difinestre successive diverse per ogni modulo.

L’impostazione di preferenze permette di attivare solo i comandi relativi allepreferenze scelte (per esempio se si attiva un problema di tipo elettromagnetico,p p p p p g ,nelle finestre successive appariranno attivabili i soli comandi o opzioni che il moduloelettromagnetico di ANSYS è in grado di gestire, tutti gli altri comandi apparirannoombreggiati e non attivabili)ombreggiati e non attivabili)

Dopo ogni comando possono apparire i seguenti simboli (questa simbologia è validap g p pp g q ganche per l’UTILITYMENU):> indica che il comando attiva dei sotto‐menu

indica che viene attivato un box di dialogo… indica che viene attivato un box di dialogo+ indica l’attivazione di una finestra di picking (è richiesta l’interazione con lafinestra grafica attraverso il mouse)g[ ] indica che quel comando viene eseguito immediatamente.

Set UpEnter/Leave a Module

PreprocessingSolid Modeling

SolutionLoadsEnter/Leave a Module

Parameters and ExpressionsCoordinate Systems

Solid ModelingKeypointsLinesAreas

LoadsLoads on Analysis ModelLoads on Solid ModelInitial Conditions

Entities SelectionsComponents

VolumesPrimitivesBooleans

Element Attributes

Solution OptionsSolve

General PostprocessingElement AttributesET TableMP TableR Table

Basic CommandsElement TablesPath Operations

CS TableAttributes Assignment

Mesh Generation

Graphics ControlsTime-History Postprocessing

NodesElementsMesh Size/ShapeAuto-MeshingAuto Meshing

Per ognuno dei moduli vengono creati file dedicati:

*.log   editabile e quindi modificabile e contiene tutte le istruzioni che si sono impartite  sotto forma di comandi. Permette di mantenere in memoria una geometria in forma compatta e g pfacilmente parametrizzabile e\o modificabile.Ovviamente va ripulito dai comandi errati e da tutti i comandi di plot e listing (ASCII)listing (ASCII)

*.db   (data base file) contiene la geometria del problema e tutte le condizioni di i     l  t   h     li t  N  è  dit bil     i di l  carico e al contorno che vengono applicate. Non è editabile e quindi la 

modifica  richiede di lavorare direttamente sulla geometria.Occupa, in genere, uno spazio rilevante. (Binary)

*.rmg contiene la soluzione e viene utilizzato in post‐processing per estrarre i risultati (Binary)( y)

*.err file degli errori e dei messaggi di warning (ASCII)

Lo script è un semplice file di testo ASCII che contiene una lista di comandi

Una volta salvati il file con unqualsiasi editor di testi, lo si può eseguire attraverso File  Read Input from…

... ! Set up... ! Define parameters

/PREP7 ! Enter preprocessor... ! Build solid model... ! Define attribute tables

! G t h... ! Generate meshFINISH ! Back to begin level

/SOLU ! Enter solver... ! Specify loads... ! Specify solution options... ! Solve the modelFINISH ! Back to begin levelFINISH ! Back to begin level

/POST1 ! Enter general postprocessor... ! Read a set of results... ! Plot or print resultsFINISH ! Back to begin level

/POST26 ! Enter time history postprocessor/POST26 ! Enter time history postprocessor... ! Store solution in variables... ! Plot or print variables

01 FINISH010203

FINISH/CLEAR/TITLE Title03

04/TITLE, Title/FILNAME, Fname

0506

/SHOW, Fname, ExtRESUME, Fname, Ext, Dir

07 SAVE, Fname, Ext, Dir

modo di selezione: PICK o UNPICK

altre specifiche di selezionep

stato della selezione: contiene informazioni sulle entità selezionateselezionate

opzioni da tastiera

pulsanti d’azione: OK         rende operative le azioni precedenti e chiude la finestra APPLY   rende operative le azioni precedenti  ma non chiude la finestra APPLY   rende operative le azioni precedenti, ma non chiude la finestra RESET   annulla le selezioni effettuate PICK ALL   seleziona tutto HELP   attiva la richiesta di informazioni.

Il pulsante destro del mouse consente di selezionare e deselezionare, il pulsante sinistro permette il passaggio dalla p p p ggmodalità PICK alla modalità UNPICK e viceversa.

From Full

Reselect

Also Select

Unselect

Invert

Select None

Select All

X N, E, V, A, L, K (nodi, elementi, volumi, aree, linee, keypoints).

Type tipo di selezioneType tipo di selezioneS indica che si seleziona un sottoinsieme a partire dall’insieme completoR indica che si seleziona un sottoinsieme a partire da un sottoinsieme già selezionatoA indica che si aggiunge un sottoinsieme ad un sottoinsieme già selezionatoA indica che si aggiunge un sottoinsieme ad un sottoinsieme già selezionatoU indica che si deseleziona un sottoinsieme a partire da un sottoinsieme già selezionatoALL seleziona l’insieme completoNONE deseleziona l’insieme completoNONE deseleziona l insieme completoINVE inverte la selezione (il sottoinsieme già selezionato diventa non selezionato e viceversa)

Item  criterio di selezioneNUM indica il numero associato agli oggetti da selezionareMAT indica il numero del materiale da cui sono costituiti gli oggetti da selezionareg ggLOC indica che si vuole eseguire una selezione in base ai valori delle coordinate del baricentro degli oggetti da selezionare  

Vmin, Vmax, Vinc  range  e il valore dell’incremento dei valori dati al campo Item

There are several ways to start the help system: Launcher > Product Help Utility Menu > Help > Help TopicsUtility Menu > Help > Help Topics Any dialog box > Help Type HELP,name in the Input Window.  Name is a command or element name. On a PC, Start > Programs > ANSYS 10.0 > Help > ANSYS HelpANSYS Help

Three ways to exit ANSYS: Toolbar > QUIT Utility Menu > File > Exity Use the /EXIT command in the Input Window