Difference between revisions of "Féléves feladat"
From Maxwell
(→A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel) |
(→A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel) |
||
| Line 62: | Line 62: | ||
[[File:ProblemGeometry.png|360px|thumb|left|alt=A feladat geometriája és méretei.|A feladat geometriája és méretei.]] | [[File:ProblemGeometry.png|360px|thumb|left|alt=A feladat geometriája és méretei.|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 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 | + | '''Elvégzendő feladatok''' |
| − | + | ||
| − | * | + | * A megadott paraméterek alapján meghatározni a feladat típusát; |
| − | + | * A feladat geometriájának elkészítése és specifikálása az [https://www.ansys.com/products/3d-design/ansys-aim ANSYS Discovery AIM] programban; | |
| − | + | * A FEM szimuláció futtatása; | |
| − | * | + | * Az eredmények validálása 2mm-es légrés esetében a dugattyúra ható erő értéke: <math>F(z=2\text{mm}) = 1,4611~\text{N}</math> (induktivitás <math>L(z=2\text{mm}) = 21,27~\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 a két szélső esetben; |
| + | |||
| + | * az eredmények feldolgozása (post-processing): | ||
* az erő és induktivitás meghatározása; | * az erő és induktivitás meghatározása; | ||
| − | |||
* az ekvipotenciális vonalak megjelenítése; | * az ekvipotenciális vonalak megjelenítése; | ||
* a mágneses fluxussűrűség mamximumának és minimumának megjelenítése; | * a mágneses fluxussűrűség mamximumának és minimumának megjelenítése; | ||
* a mágneses térerősség értékének megjelenítése; | * a mágneses térerősség értékének megjelenítése; | ||
* a mágneses fluxussűrűség vektorok megjelenítése; | * a mágneses fluxussűrűség vektorok megjelenítése; | ||
| − | |||
| − | Megj.: Az “1. Feladat” elemei a gyakorlat során részletesen áttekintésre kerülnek | + | * Egy Műszaki Jelentés (Technical Report) elkészítése a megadott instrukciók alapján, a fenti eredmények felhasználásával. |
| + | |||
| + | Megj.: Az “1. Feladat” elemei a gyakorlat során részletesen áttekintésre kerülnek, hogyan kell egy elektromágneses feladat szimulációs modelljét elkészíteni és lefuttatni. Ez alapján a hallgatók könnyedén tudják az “1. Feladatot” teljesíteni, ha látogatják a gyakorlatokat. | ||
; '''A feladathoz tartozó paraméterek:''' | ; '''A feladathoz tartozó paraméterek:''' | ||
: Levegő és tekercs relatív permeabilitása <math>\mu_r = 1</math>; | : Levegő és tekercs relatív permeabilitása <math>\mu_r = 1</math>; | ||
| − | : A tekercs | + | : A tekercs gerjesztése ('''Az eredmények validálásához''')): <math>I = 0.76~\text{A}</math>, <math>N = 789~\text{menet}</math> (''egyenfeszültség''); |
: A vasmag és a szelep mágnesezési görbéje: | : A vasmag és a szelep mágnesezési görbéje: | ||
: {| class="wikitable" style="text-align: center;" | : {| class="wikitable" style="text-align: center;" | ||
Revision as of 21:55, 5 March 2019
|
Féléves feladat - Mágnesszelep vizsgálata | |
|
Oktató
|
További oktatók:
|
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.
| Leadási határidő: | 2018. november 25., 12:00 |
| Leadás formája: | PDF formátumban. A színes ábrákat úgy kell elkészíteni, hogy fekete-fehérben kinyomtatva is világos legyen a tartalmuk az olvasó számára. |
| Benyújtás nyelve: | Magyar |
| Benyújtás helye: | marcsa@maxwell.sze.hu e-mail címre |
| Késői benyújtás: | Minden megkezdett nap után 5% levonás az elért eredményből (azaz pl. 5 nap késés után 100%-os leadandóra már csak max. 100% - 5x5% = 75%-ot lehet szerezni). |
| Értékelés: | 0 – 50% - Elégtelen (1) |
| 51 – 60% - Elégséges (2) | |
| 61 – 70% - Közepes (3) | |
| 71 – 85% - Jó (4) | |
| 86 – 100% - Jeles (5) | |
| A formai követelmények tekintetében itt is az áramlástan és a mechanika résznél megismert elvárások érvényesek. | |
Feladat I. része
A mágnesszelep dugattyujára ható erő számítása végeselem-módszerrel
A feladat hengerszimmetrikus a függőleges ([math]z[/math]) tengelyre, így ennek megfelelően kell elkészíteni a háromdimenziós geometriát a megadott méretek szerint (lásd az ábrán).
Elvégzendő feladatok
- A megadott paraméterek alapján meghatározni a feladat típusát;
- A feladat geometriájának elkészítése és specifikálása az ANSYS Discovery AIM programban;
- A FEM szimuláció futtatása;
- Az eredmények validálása 2mm-es légrés esetében a dugattyúra ható erő értéke: [math]F(z=2\text{mm}) = 1,4611~\text{N}[/math] (induktivitás [math]L(z=2\text{mm}) = 21,27~\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 a két szélső esetben;
- az eredmények feldolgozása (post-processing):
- az erő és induktivitás meghatározása;
- 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 megadott instrukciók alapján, a fenti eredmények felhasználásával.
Megj.: Az “1. Feladat” elemei a gyakorlat során részletesen áttekintésre kerülnek, hogyan kell egy elektromágneses feladat szimulációs modelljét elkészíteni és 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 gerjesztése (Az eredmények validálásához)): [math]I = 0.76~\text{A}[/math], [math]N = 789~\text{menet}[/math] (egyenfeszültség);
- A vasmag és a szelep mágnesezési görbéje:
Ábra 1. - Steel 1008 acél mágnesezési görbéje. 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:
- képes-e a hallgató önálló munka elvégzésére;
- a szimulációt egyedül megtervezni, összeállítani és lefuttatni.
