電磁-構造連成 — CAE用語解説
電磁-構造連成
先生、電磁-構造連成って電磁力で部品が変形することを解析するんですか?
その通り。電磁力(Lorentz力やMaxwell応力)が構造に働いてたわみ・応力・疲労を引き起こす問題を扱う。代表的な用途が3つある。①トランスコアの電磁力による振動:磁歪と磁気引力でコアが振動する「変圧器のうなり」。②大電流バスバーの電磁力:数千Aが流れる短絡電流でバスバーが反発・吸引して機械的ストレスを受ける。③モーターのロータ変形:高速回転時の遠心力と電磁力の組み合わせで永久磁石の保持リングが応力を受ける。EV開発で最後の③は重要な評価項目になっているよ。
定義
磁歪って何ですか? 電磁力とは違うんですか?
電磁力(Maxwell応力)は「磁場勾配があるときに物体表面に働く力」で外力的な作用だ。磁歪は材料内部の現象で「磁化の大きさが変わると材料が伸縮する」という性質だ。ケイ素鋼板を磁化すると数十ppm程度わずかに伸縮して、これが磁場変動(交流)によって繰り返されるとコアが振動する。変圧器の50/60Hzの「ブーン」という音は主にこの磁歪振動だ。磁歪の影響をFEMで扱うには磁歪テンソル(magnetostriction tensor)を材料モデルに入力する必要があって、JMAG-Studioはこの機能に力を入れているよ。
関連用語
電磁力と磁歪という2つの作用機構があるんですね。変圧器の音の原因が磁歪とは!
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