Féléves feladat

Féléves feladat - Mágnesszelep vizsgálata
Oktató Marcsa Dániel (óraadó) Előadás: Kedd, 13:05 - 14:45 (D201), 14:50 - 15:35 (D105) Fogadóóra: egyeztetés alapján	További oktatók: - Fogadóóra: -.

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 vízszintes tengelyre, így ennek megfelelően kell elkészíteni a háromdimenziós geometriát a megadott méretek szerint (lásd az 1. Képet alább).

• A megadott paraméterek alapján meghatározni a feladat típusát.
• A feladat elkészítése és futtatása az ANSYS Discovery AIM programban:
  1. a számítási tartomány (computational domain) megtervezése;
  2. a peremfeltételek (boundary conditions) megállapítása;
  3. a háló generálása;
  4. 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);
  5. a FEM szimulációk futtatása;
  6. az eredmények validálása 2mm-es légrés esetében a dugattyúra ható erő értéke: F(z=2mm) = 3,5615 Nm;
  7. hálósűrűségre való érzékenység tesztelése az erő függvényében;
  8. a lezárás méretének vizsgálata az erő függvényében;
  9. az erő meghatározása az elmozdulás függvényében, ha a légrés 2,5mm-től 0,4mm-ig változik, legalább 0,3mm-es lépésközzel;
  10. az eredmények feldolgozása (post-processing):
      • az ekvipotenciális vonalak megjelenítése;
      • a mágneses fluxussűrűség normalizált értékének megjelenítése;
      • a mágneses térerősség normalizált értékének megjelenítése;
      • a mágneses fluxussűrűség vektorok megjelenítése;
      • az erő megjelenítése az elmozdulás függvényében.
• 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 [math]J = 9.862.500~\text{A}/\text{m}^2[/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 zárási idejének meghatározása.

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

Konkrét feladatok

• A dugattyú mozgásánál figyelembe venni a dugattyú tömegét, a rugóerőt ami alaphelyzetben tartja a dugattyút. 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 munkára;
  2. a szimulációt egyedül megtervezni, összeállítani és lefuttatni.