Difference between revisions of "Féléves feladat"

Revision as of 20:40, 5 March 2019

A feladat célja

A hallgatók elsajátítsák az elektromágneses térszámítás alapjait, főbb lépéseit, valamint gyakorlatot szerezzen az eredmények kiértékelésében és a nemzetközi elvárásoknak megfelelő Műszaki Jelentés (Technical Report) írásában.

A feladat megoldásához szükséges ismeretek

• A végeselem-módszer lépései;
• A sztatikus mágneses térre vonatkozó elméleti ismeretek (anyagok definiálásához, gerjesztés megadásához);
• A geometria elkészítéséhez CAD rendszer ismerete;
• Az ANSYS AIM Student letöltése és telepítése.

A féléves feladat

A feladat két részből áll, egy alapfeladatból, amely hibátlan megoldásával maximum 70%, és egy plusz feladatból, amivel további maximum 30% érető el.

Feladat I. része

A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel

A feladat geometriája és méretei.

A feladat hengerszimmetrikus a függőleges ([math]z[/math]) tengelyre, így ennek megfelelően kell elkészíteni a háromdimenziós geometriát a megadott méretek szerint (lásd az ábrán).

• A megadott paraméterek alapján meghatározni a feladat típusát.
• A feladat elkészítése és futtatása az ANSYS Discovery AIM programban:
• a számítási tartomány bemutatása;
• a peremfeltételek (boundary conditions) megállapítása;
• a numerikus módszer idevágó részleteinek leírása (i.e. a FEM (Finite Element Method) program numerikus részletei és a specifikus – azaz ehhez a problémához alkalmazott - beállítási paraméterek felsorolása, megállapítása);
• a FEM szimulációk futtatása;
• az eredmények validálása 2mm-es légrés esetében a dugattyúra ható erő értéke: [math]F(z=2\text{mm}) = 1,3964~\text{N}[/math] (induktivitás [math]L(z=2\text{mm}) = 20.321~\text{mH}[/math]);
• a megoldó beállításainak vizsgálata (Solution performance tuning, Curved surface meshing) az erő függvényében;
• a végeselemek száma (Tetrahedra), az energia (Total Energy), az energiahiba (Energy Error) és az energiahiba megváltozása (Delta Energy) az adaptív lépések függvényében;
• az erő és induktivitás meghatározása;
• az eredmények feldolgozása (post-processing):
• az ekvipotenciális vonalak megjelenítése;
• a mágneses fluxussűrűség mamximumának és minimumának megjelenítése;
• a mágneses térerősség értékének megjelenítése;
• a mágneses fluxussűrűség vektorok megjelenítése;
• Egy Műszaki Jelentés (Technical Report) elkészítése a 3. Szakaszban megadott instrukciók alapján.

Megj.: Az “1. Feladat” elemei a gyakorlat során részletesen áttekintésre kerülnek. Hogyan kell egy elektromágneses feladat szimulációs modelljét elkészíteni és számítógépen lefuttatni. Ez alapján a hallgatók könnyedén tudják az “1. Feladatot” teljesíteni, ha látogatják a gyakorlatokat.

A feladathoz tartozó paraméterek:

Levegő és tekercs relatív permeabilitása [math]\mu_r = 1[/math];

A tekercs áramsűrűsége gerjesztése: [math]I = 0.76~\text{A}[/math], [math]N = 789~\text{menet}[/math];

A vasmag és a szelep mágnesezési görbéje:

H [A/m]	0	460	640	720	890	1280	1900	3400	6000	10000	20000
B [T]	0	0,8	0,95	1,0	1,1	1,25	1,4	1,55	1,65	1,7	1,72

Feladat II. része

A szelep mozgó részére ható erő és a tekercs induktivitásának meghatározása az elmozdulás függvényében.

Megjegyzés: Ez a feladat a belsőégésű motorokban található mágnesszelepnek felel meg, ami a befecskendezést vezérli.

Konkrét feladatok

• A dugattyú mozgásának figyelembevétele a kezdeti állapothoz képest [math]-1,8\text{mm-től}\, 10\text{mm-ig}[/math] (legalább 7 pozícióban). Részletes instrukciók a megoldással kapcsolatban nem lesznek.
• Ez a részfeladat azt szándékozik lemérni, hogy mennyire önálló, kezdeményező és szorgalmas a hallgató, azaz:
  1. képes-e a hallgató önálló munka elvégzésére;
  2. a szimulációt egyedül megtervezni, összeállítani és lefuttatni.