ANSYS Maxwell 16是一款功能強大的電磁場仿真設(shè)計軟件，適用于工程師對電機、變壓器、傳感器、線圈等機電設(shè)備進行2D和3D電磁分析，它采用直觀的用戶界面和高效的有限元法，能夠自動生成合適且精確的網(wǎng)格來快速求解靜場、頻域和時變電磁問題，從而將復雜的設(shè)計與分析過程簡化。軟件能夠提供豐富的圖形化結(jié)果，如磁力線、電磁場分布、溫度場等，并自動計算損耗、阻抗、力、轉(zhuǎn)矩、電感等關(guān)鍵參數(shù)。此外，Maxwell 16的一個重要特性是能夠生成高保真度的降階模型，用于與ANSYS Simplorer等系統(tǒng)仿真工具集成，從而支持完整的機電系統(tǒng)設(shè)計。工程師只需指定幾何、材料屬性和輸出要求，軟件即可自動化完成仿真求解過程。

Maxwell 16安裝激活教程

1、雙擊運行【Maxwell_160】文件夾下的【autorun.exe】安裝文件。

2、點擊【INSTALL SOFTWARE】。

3、點擊【是】。

4、點擊【Next】。

5、點擊【Yes】。

6、點擊【Next】。

7、選擇軟件安裝路徑，安裝路徑中不用出現(xiàn)中文，然后點擊【確定】。

8、點擊【Next】。

9、點擊【Next】。

10、點擊【Next】。

11、點擊【Next】。

12、點擊【Next】。

13、點擊【Next】。

14、點擊【Next】。

15、點擊【Next】。

16、正在安裝中，請稍等。

17、點擊【確定】。

18、點擊【Finish】。

19、鼠標右擊軟件圖標，點擊【打開文件所在的位置】。

20、點擊【AnsysEM】。

21、將【Crack64】文件夾下的補丁復制至【AnsysEM】目錄下。

22、點擊【替換目標中的文件】。

23、點擊【X】關(guān)閉窗口。

24、雙擊軟件圖標圖標，啟動Maxwell 16。

25、點擊【確定】。

26、點擊【確定】，不要更新，接著點擊【OK】。

27、進入軟件組界面，安裝激活完畢，運行界面如下。

軟件特色

1、電機集成解決方案

對于電機設(shè)計領(lǐng)域，ANSYS RMxprt 為混合動力和電動汽車中流行的內(nèi)部永磁 (IPM) 拓撲提供了完整的分析解決方案。ANSYS Maxwell 包括改進的 2-D 瞬態(tài)求解器網(wǎng)格劃分，以及更好更快的通用網(wǎng)格劃分器。TAU 網(wǎng)格技術(shù)可用于電機橫截面的二維；它以更快的速度為復雜模型提供更高質(zhì)量的網(wǎng)格。它還為臟模型提供自動修復。一種新穎的偽克隆網(wǎng)格為對稱電機設(shè)計創(chuàng)建相同的網(wǎng)格，以提高精度和速度解決方案。Maxwell 3-D 磁瞬態(tài)分析通過使用多核共享內(nèi)存模擬的 HPC 功能進行加速。

2、先進的滯后建模

結(jié)合了低頻仿真領(lǐng)域最先進的材料建模。矢量磁滯建?？梢苑治龀C頑力大的硬質(zhì)材料，適用于分析永磁體的磁化和退磁。此功能至關(guān)重要，因為它在設(shè)備（機器、變壓器）的現(xiàn)場計算中提供了更高的準確性。

ANSYS Maxwell V16的一個關(guān)鍵特性是能夠從有限元解決方案中生成高保真、降階模型，以便在 ANSYS 的多域系統(tǒng)仿真軟件 ANSYS Simplorer 中使用。此功能創(chuàng)建了一個強大的基于電磁的設(shè)計流程，使您能夠?qū)碗s的電路與 Maxwell 的精確組件模型相結(jié)合，以設(shè)計完整的高性能機電、機電一體化和電力電子系統(tǒng)。

3、關(guān)于ANSYS, Inc

ANSYS通過快速、準確和可靠的工程仿真為客戶最復雜的設(shè)計挑戰(zhàn)帶來清晰和洞察力。我們的技術(shù)使組織——無論其行業(yè)如何——都能自信地預測他們的產(chǎn)品將在現(xiàn)實世界中蓬勃發(fā)展?？蛻粝嘈盼覀兊能浖兄诖_保產(chǎn)品完整性并通過創(chuàng)新推動業(yè)務成功。ANSYS 成立于 1970 年，擁有 2,000 多名專業(yè)人員，其中許多是工程領(lǐng)域的專家，如有限元分析、計算流體動力學、電子和電磁學以及設(shè)計優(yōu)化。ANSYS 總部位于美國匹茲堡以南，在全球擁有 60 多個戰(zhàn)略銷售網(wǎng)點，渠道合作伙伴網(wǎng)絡(luò)遍及 40 多個國家/地區(qū)。

功能介紹

1、自動自適應網(wǎng)格剖分

Maxwell 16的核心技術(shù)之一是自動自適應網(wǎng)格生成技術(shù)，可根據(jù)幾何形狀、材料屬性和用戶指定的收斂標準，即可獲得精確的仿真結(jié)果。剖分過程使用穩(wěn)健的體網(wǎng)格生成技術(shù)，并且包括多線程剖分功能，減少了對內(nèi)存的使用，并縮短了求解時間。這種成熟的技術(shù)消除了構(gòu)建和細化有限元網(wǎng)格的復雜性，并使先進的數(shù)值分析技術(shù)可以用于不同產(chǎn)品的仿真中。

2、高性能計算

結(jié)合ANSYS Electronics HPC， maxwell 16可以實現(xiàn)更大規(guī)模、更快且更高保真的仿真。ANSYS 遠遠不止是簡單的硬件加速，還提供開創(chuàng)性的 求解器和 HPC加速 方法。這些方法可以充分調(diào)用電腦的多核資源，并且可以擴展整個集群，以便充分利用整個集群的優(yōu)勢。

1）時間分解法

時間分解法為電動機、平板磁性元件和電力變壓器所需的完全的瞬態(tài)電磁場仿真提供更強的計算能力和速度。這項待審的專利技術(shù)使用戶能夠同時而不必依次求解所有時間點，同時可以將時間步分布在在多個內(nèi)核、聯(lián)網(wǎng)計算機和計算集群上，從而可以使仿真的能力和速度得到顯著提高。

2）多線程

利用單臺計算機上的多核，縮短求解時間。多線程技術(shù)加快了初始網(wǎng)格剖分、直接和迭代矩陣求解，以及場圖的顯示。

3）譜分解法

大多數(shù)電磁仿真都需要在一定頻率范圍內(nèi)的結(jié)果，例如近場、遠場和 s-參數(shù)。譜分解在計算內(nèi)核上分配多個頻點下的求解，從而加速頻率掃描。用戶可以將這一方法與多線程結(jié)合使用。多線程加速提高每個單獨頻率點的計算，而譜分解法可以并行計算多個頻點。

3、系統(tǒng)和三維 FEA 建模

Maxwell 16納入 ANSYS Simplorer Entry，一種模型規(guī)模受限的多域仿真軟件包，用于復雜機電系統(tǒng)、電力電子和驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計。Simplorer 采用原理圖的方式，再現(xiàn)并耦合電、磁、機械、液壓、熱和其他多域模型，從而快速準確地模擬電路和系統(tǒng)特性。

Simplorer 提供多種建模技術(shù)，如電路、方框圖和狀態(tài)機。它還支持多種建模語言，包括 VHDL-AMS、SML（Simplorer 標準語言）、Modelica 和 C / C ++。所有這些建模技術(shù)均可同時使用，滿足用戶創(chuàng)建模擬、數(shù)字和混合信號多域系統(tǒng)設(shè)計的需求。

maxwell 16可以獨一無二地生成嵌套在 Simplorer 中的高保真 FEA 模型，從而讓用戶能夠驗證電磁部件的性能能否滿足整體系統(tǒng)的要求。SCADE Suite 提供的嵌入式軟件也可以集成到 Simplorer 中，以便使用硬件在環(huán)或軟件在環(huán)仿真來驗證數(shù)字控制系統(tǒng)。

4、多物理場

Maxwell 16的電磁場求解器通過 ANSYS Workbench 與完整的 ANSYS 工程設(shè)計相組合。通過將電磁場求解器與其他求解器耦合，您可以驗證多物理耦合現(xiàn)象，實現(xiàn)最為高保的真解決方案，從而消除可靠性的問題，設(shè)計安全有效的產(chǎn)品。ANSYS 仿真平臺可以實現(xiàn)不同物理場求解器之間的數(shù)據(jù)傳輸，并處理求解器的數(shù)據(jù)交互，因此用戶可以輕松地設(shè)置和分析復雜的多物理耦合特性，例如：

電磁-結(jié)構(gòu)（支持變形網(wǎng)格回饋）

電磁-結(jié)構(gòu)，（支持應力和應變回饋）

電磁-流體

電磁-結(jié)構(gòu)-流體

電磁-結(jié)構(gòu)動力學-聲學

5、專家設(shè)計模塊

Maxwell 為電機和功率變換器提供了兩個專門的設(shè)計軟件。

RMxprt——旋轉(zhuǎn)電機專家設(shè)計軟件

RMxprt 可以計算電機的性能、進行初始方案設(shè)計，并在數(shù)秒內(nèi)執(zhí)行數(shù)百個設(shè)計方案的分析。除了可以實現(xiàn)經(jīng)典的電機性能計算外，RMxprt 還能夠自動Maxwell有限元模型，包括自動生成幾何形狀、自動實現(xiàn)運動屬性和機械屬性設(shè)置、自動設(shè)置材料屬性和鐵磁芯損耗計算、自動設(shè)置繞組和激勵，以便在 Maxwell 中進行詳細的有限元分析。此外，RMxprt 還可以自動生成ANSYS Icepak模型，包括自動生成幾何形狀、自動設(shè)置相應的材料屬性、自動設(shè)置邊界和源條件，以便在 ANSYS Icepak 中進行詳細的電子元件散熱仿真。

PExprt——電子變壓器和電感器專家設(shè)計軟件

PExprt 基于模板的變壓器和電感設(shè)計界面可以根據(jù)電壓的波形或變流器的輸入自動創(chuàng)建設(shè)計方案。自動設(shè)計的過程考慮了磁芯形狀、尺寸、材料、間隙、線型和線規(guī)的所有組合，以及繞線方式，旨在尋求最優(yōu)設(shè)計。PExprt 可創(chuàng)建Maxwell 模型，以便基于有限元分析評估電磁性能，用戶能夠查看磁芯中的磁通密度和繞組中的電流密度分布等值。

6、優(yōu)化設(shè)計和參數(shù)化建模

參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計是"仿真驅(qū)動產(chǎn)品開發(fā)"的關(guān)鍵因素。參數(shù)化分析讓用戶全面地認識基于設(shè)計變量的設(shè)計空間，從而可以做出更好的工程決策。優(yōu)化算法讓軟件能夠自動找到更好的設(shè)計。Maxwell 提供的參數(shù)化和優(yōu)化設(shè)計功能包括：

1）參數(shù)化分析

用戶指定的參數(shù)范圍和步數(shù)

自動分析參數(shù)隊列

跨硬件平臺的自動仿真管理，以及參數(shù)表和研究的數(shù)據(jù)重組

2）優(yōu)化設(shè)計

用戶可選擇的成本函數(shù)和目標任務，包括

準牛頓法

順序非線性規(guī)劃 （SNLP）

整數(shù)序列順序非線性規(guī)劃

3）靈敏度分析

旨在研究對以下方面敏感的靈敏度設(shè)計：

制造公差

材料屬性

4）調(diào)優(yōu)

用戶通過可控的滑塊來實時調(diào)優(yōu)并顯示結(jié)果

5）統(tǒng)計分析

設(shè)計性能分布vs參數(shù)取值

7、高級磁性材料建模

能否準確預測電機的性能通常取決于其部件的工作溫度和負載。采用 Maxwell 的高級材料建模功能，可以準確地計算這些影響。

1）矢量磁滯建模

ANSYS Maxwell 采用矢量磁滯模型準確地預測軟硬磁性材料和永磁體的小磁環(huán)和損耗。該模型可用于各向同性和各向異性材料建模、疊壓和非疊壓方式，以及當磁性工作點歷史對設(shè)備性能具有顯著影響時該設(shè)備中的鐵磁材料的磁性特性。

2）考慮溫度特性的永磁體

ANSYS Maxwell 的退磁分析功能使您能夠研究延伸到第三象限的永磁體退磁特性。外部磁場和加熱可以改變永磁體的磁性能，從而導致局部退磁。您可以結(jié)合這些影響，從而準確地預測機器的性能。

3）磁芯損耗

maxwell 16精確計算磁性材料中的磁芯損耗。由于材料供應商提供的材料參數(shù)與實際運行條件下的材料性能之間存在差距，所以很難預測疊壓模型和電機中電磁特性的劣化。Maxwell 采用了可預測的、可靠的且易于使用的獨特算法，可以考慮磁芯損耗對輸出的影響。

4）磁致伸縮

基于 ANSYS Maxwell 和 ANSYS Mechanical 求解器之間的順序耦合，設(shè)計人員可對磁致伸縮材料（磁性與機械應力和應變密切相關(guān)）材料進行建模。磁致伸縮特性在鐵芯中摩擦發(fā)熱，從而引起能量損失。在交流電流下，變壓器鐵心中的磁場交替變化，從而導致變壓器中發(fā)出低沉的蜂鳴聲。同樣，對于旋轉(zhuǎn)電機，作用在定子齒上的電磁力和磁致伸縮產(chǎn)生的應力都是形成噪音的主要原因。

8、設(shè)計自動化和定制化

ANSYS 使用戶能夠開發(fā)以有限元仿真為設(shè)計依據(jù)、滿足任意設(shè)計流程的自動化設(shè)計工具。自定義的自動化設(shè)計能夠讓非專業(yè)人士正確使用仿真技術(shù)。Maxwell 的定制化開發(fā)功能基于開放的標準和記錄完備的界面。例如，ANSYS Python 腳本工具用于開發(fā)自定義設(shè)計工具包，實現(xiàn)電機和電子變壓器高級設(shè)計的自動化。