マグネットクランプの磁界解析事例

磁石周囲の磁束密度分布事例

解析テーマ：磁界分布評価解析 (静解析)

解析内容：マグネットクランプと周囲の磁束密度分布

解析ツール：磁界解析ソフトウェア F-MAG

解析モデル：マグネットクランプは、下図のように、ワークを押さえる治具です。

クランプは６セットのマグネットと鉄心、プレートで構成されています。

マグネット部分は、アルニコ磁石とネオジウム磁石から成ります。

アルニコ磁石は上側Ｎ極/下側Ｓ極で垂直方向に磁化されています。

ネオジウム磁石は内側がＮ極/外側Ｓ極で径方向に磁化されています。

ポイント：アルニコ磁石は垂直方向に磁化されていますので、磁化の設定は容易です。

しかし、ネオジウム磁石は径方向に磁化されていますので、磁化の設定方法に工夫が必要です。

対策：６セットのマグネット、鉄心、プレートを都度原点に移動し、磁化を設定します (６回)。

手動で行うと操作が煩雑になるので、FemapのMACRO機能を利用して操作の自動化を図りました。

ソリッドモデル外観

ソリッドモデル断面図

ソリッドモデル外観 (プレート除く)

ソリッドモデル断面図 (磁石のみ)

メッシュモデル外観 (1/4モデル)

磁界の対称性を考慮し、[1/4モデル]としました

物性

荷重

磁石の磁化は残留磁束密度(Br)を基に以下の値を設定しました

N38：　Br/μ0 = 9.98 x 105 (A/m)

LNG52：　Br/μ0 = 1.05 x 106 (A/m)

解析結果：磁束密度分布コンター図

解析結果：磁束密度ベクトル線図

ベクトル線の長さは磁束密度値に比例させていませんので、[零]に近い値でも同じ長さになります。
あくまで方向を確認するための方法です。表示色と磁束密度値との関係はコンター図と同じです。

解析結果：磁束密度分布グラフ (グラフ化位置／範囲)

解析結果：磁束密度分布グラフ

この評価解析は磁界解析ソフトウェア F-MAG で行いました。

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