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静解析モジュール (F-MAG-ST) 適用例
磁場/磁界 有限要素法 静解析

アクチュエータの吸引力解析事例

(リニアアクチュエータ)

磁石と磁性体で構成された駆動子を軸方向にずらした時に、駆動子と固定子間に生じる吸引力を、磁界解析ソフトウェアF-MAGで解析しました。
並進運動の解析にはスライドインターフェース機能を使用しました。

アクチュエータ 概観図

図1 リニアアクチュエータの外観図

今回解析しましたリニアアクチュエータの外観形状は図1、2の通りです。

アクチュエータ 概観図

図2 リニアアクチュエータの断面図

今回はリニアアクチュエータで生じる磁界の周期性を考慮し、図3のような解析モデルとしました。
摺動面にはスライドインターフェース機能を使用し、移動側の部分にはその速度を設定しました。

アクチュエータの電磁力解析モデル

図3 解析モデル

磁石の部分には、図4に示した方向の磁化を設定しました。

アクチュエータの電磁力解析

図4 磁石の磁化方向

解析結果は図5~6のようになりました。

図5のグラフは駆動子の位置を軸方向に変化させた際、駆動子と固定子間にかかる軸方向の吸引力を示します。
“Maxwell”はマクスウェルの応力法による吸引力、“Nodal”は節点力法による吸引力です。

F-MAGでは電磁力計算を、マックスウェル 応力と節点力という異なるアプローチで計算し、結果が一致した時、正確な計算結果と判断します。

アクチュエータの電磁力解析

図5 ⊿yに伴い発生する吸引力の計算結果(⊿y:X軸方向にずれた距離)

図6は、磁束密度のアニメーションです。軸方向の移動に伴い、磁束密度の変化の様子が見られます。

磁束密度分布

図6 ⊿yに伴う磁束密度分布の変化(アニメーション)

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