Strukturelle Kopplung

Strukturelle Kopplung

EMS wird auch mit einem integrierten linearen statischen Strukturlöser geliefert. Mit EMS können Anwender Elektromagnete mit linearer statischer Beanspruchung koppeln. Elektromagnetisches Phänomen kann Kräfte auf verschiedene Teile ausüben, dann berechnet die strukturelle Kopplung die Spannung, die Dehnung und die Verschiebung aufgrund dieser Kräfte.

Verformung und thermische Beanspruchung können auch über die strukturelle/thermische Kopplung berechnet und visualisiert werden. Verformungen können durch elektromagnetische Kräfte und Temperaturanstiege verursacht werden, die durch Joule'sche Erwärmung, Wirbelstrom und Kernverlust verursacht werden. Alle Kopplungen werden in derselben Analysestudie und an derselben ursprünglichen Modellgeometrie und -masche durchgeführt. Für die Kopplung ist kein Export/Import von Daten erforderlich. Der Kopplungsanalyse können auch nicht elektromagnetische Lasten und Bedingungen in Form von mechanischer Kraft, Moment, Druck, Schwerkraft, Temperatur, Feder, Bindungsbeschränkung und starrer Beschränkung hinzugefügt werden.

Anwendungen

Die Ankopplung an die Struktur dient zur Bewertung der mechanischen Verformung, die durch Temperatur- und/oder elektromagnetische Kräfte verursacht wird. Es hat viele praktische Anwendungen wie:

• MEMS
• Drahtbonden
• Induktionsheizung
• Hochspannungskabel
• Sammelschienen
• Permanentmagnet-Halbach-Array
• DC-Linearantriebe
• Spulen

Ergebnisse

Nach der Durchführung einer Studie mit der Option Strukturlösung können die folgenden Strukturgrößen visualisiert werden:

Verschiebung

Ux: Verschiebung in x-Richtung
Uy: Verschiebung in y-Richtung
Uz: Verschiebung in z-Richtung
Ur: Die resultierende Verschiebung

Stress

Von Mises Stress
SXX: Normalspannung in X-Richtung
SYY: Normalspannung in Y-Richtung
SZZ: Normalspannung in Z-Richtung
SXY: Schubspannung im Y in der YZ-Ebene
SYZ: Schubspannung im Z in der XZ-Ebene
SZX: Schubspannung im Z in der YZ-Ebene
PS1: Erste Hauptspannung
PS2: Zweite Hauptspannung
PS3: Dritte Hauptspannung
Spannungsintensität (P1-P3)

Belastung

Von Mises Strain
EXX: Normale Dehnung in X-Richtung
EYY: Normale Dehnung in Y-Richtung
EZZ: Normale Dehnung in Z-Richtung
EXY: Scherdehnung im Y in der YZ-Ebene
EYZ: Scherbeanspruchung im Z in der XZ-Ebene
EZX: Scherbeanspruchung im Z in der YZ-Ebene
PE1: Erster Hauptstamm
PE2: Zweiter Hauptstamm
PE3: Dritter Hauptstamm
Tresca

Reaktionskraft

RFX: Reaktionskraft in X-Richtung
RFY: Reaktionskraft in Y-Richtung
RFZ: Reaktionskraft in Z-Richtung

3D-Sicherheitsfaktor

Von Mises Stress Failure Criterion
Maximale Scherspannung Versagenskriterium
Maximales Kriterium für normales Spannungsversagen
Mohr-Coulomb-Versagenskriterium

Beispiele für Designprobleme

Die Kopplung an strukturelle hilft beim Studieren und Lösen vieler Geräte wie:

• Analysieren Sie die thermische Belastung in MEMS-Anwendungen
• Beurteilen Sie die Verformung, die durch die elektrische Kraft in einem Mikroaktuator verursacht wird.
• Prognostizieren Sie die durch die Magnetkraft verursachte Beanspruchung im Permanentmagnetfeld.
• Untersuchen Sie das Versagen, das durch Spannungen in verschiedenen Materialarten verursacht wird
• Berechnen Sie die Verformung in Spulen aufgrund der Lorentzkraft