Simulation de la force entre deux aimant permanent avec FEMM

[BenTSH]

Bonjour,


Je suis très surpris de voir que mes résultats sur un déplacement de 100 mm ne donnent pas des forces dégressives mais plutôt ça :

FEMM CYLINDRE.jpg
pour deux cylindres espacés de 10mm ( D10mm x h5mm & D6mm x h1mm )

et ça pour un cylindre et une sphère espacés de 10mm ( D5mm & D6mm x h1mm )
FEMM SPHERE.jpg


J'ai bien choisi la valeur Z car je suis en mode Axisymmetric et je comprend bien qu'il est normal qu'il y est de petites variations mais là j'ai carrément des inversion de force par endroit donc là j'en appelle humblement à vos lumières


à tout hasard voici mon script :

showconsole()
clearconsole()
print("position in millimeters | force in N")
open("N52BIS.FEM")
mi_saveas("tempN52BIS.fem")
mi_seteditmode("group")
for n=0,100 do
mi_analyze()
mi_loadsolution()
mo_groupselectblock(1)
fz=mo_blockintegral(19)
print(n,fz)
mi_selectgroup(1)
mi_movetranslate(0,1)
end
-----

[phuphus]

Bonjour BenTSH,

on n'a pas le fichier N52BIS.FEM : difficile de voir ce qui ne va pas. En vrac, je dirais :
. Conditions aux limites non OK (tu dois simuler un espace infini, par une condition de type impédance)
. Maillage trop grossier
. Truc bête : tu as bien vérifié que les coordonnées étaient (r,z) et non (z,r) ?

[BenTSH]

N52BIS.zip

je viens de lancer une simu sur 1000mm histoire de voir et voici mon fichier N52BIS.FEM je vérifie le reste après la simu

Merci à toi pour ton aide

[BenTSH]

. Conditions aux limites non OK (tu dois simuler un espace infini, par une condition de type impédance)
je sais pas le vérifier

. Maillage trop grossier
idem : je trouve pas d'option de maillage

. Truc bête : tu as bien vérifié que les coordonnées étaient (r,z) et non (z,r) ?
OK

[A voir en vidéo sur Futura]

[BenTSH]

pour le maillage j'ai trouvé mais combien mettre ??? là je tente avec 1

[BenTSH]

EUREKA avec mesh size à 10 et 1e-008 en précision :

[BenTSH]

j'ai pu descendre à 6 pour 100 itérations et un petit quart d'heure pour les 100

[BenTSH]

par contre j'hallucine comment j'ai pu me mélanger les pinceaux sur un truc élémentaire : j'étais ou plutôt je fut persuadé que si je mettais une enveloppe métallique à l'arrière et sur les cotés d'un des aimants ça concentrait le flux magnétique vers le deuxième mais là mes tests me disent le contraire car ça "absorbe le flux; vive le bonnet d'âne

[BenTSH]

J'ai peut être une chance d'ôter mon bonnet d'âne :



Vous me direz si c'est une fausse vidéo ???

[phuphus]

Bonsoir BenTSH,

tu peux consulter le document suivant pour la condition aux limites de type impédance (page 5) :
http://www.femm.info/Archives/doc/tutorial-magnetic.pdf

Si ton domaine est grand devant l'éloignement des aimants cela n'aura que peu d'influence, mais comme il est facile de faire les choses correctement.

Concernant le circuit magnétique, entourer l'arrière et les côtés de l'aimant va faciliter le rebouclage des lignes de flux entre les deux pôles. Pour attirer une plaque cela sera bien meilleur, puisque plus de flux se rebouclera dans la plaque. Pour éloigner des aimants, tu auras une densité de flux supérieure en "champ proche" (mais avec des lignes de flux qui n'auront plus la bonne orientation...), mais certainement une densité de flux inférieure loin de l'aimant. Et si tes pièces polaires ne sont pas saturées, elles vont aussi faciliter le rebouclage des lignes de flux du deuxième aimant lorsque ceux-ci sont très proches.

Tu peux aussi voir cela différemment : les pièces polaires vont "propager le pôle opposé", et donc le ramener vers l'avant. En réfléchissant par exemple par symétrie, tu devrais facilement trouver une piste viable (je te laisse un peu chercher).

Tout cela dépend grandement du dimensionnement, mais en dimensionnant au hasard il y a de grandes chances que la répulsion ne soit pas du tout améliorée, et que cela soit catastrophique à courte distance. Pour que tes pièces polaires ne facilitent pas l'attraction à courte distance, il faut penser saturation.

[BenTSH]

Je vois, justement j'ai besoin du contraire : un champ le plus fort possible "loin" maxi 8 à 10cm afin de ramener ( un piston en tungstène + un petit aimant en néodymium ) coulissants sur un axe en téflon vers deuxième petit aimant fixe en néodymium

si la force d'attraction est trop forte en contact les deux aimants ne vont pas se détacher ( une force centrifuge est appliquée au piston afin qu'il se détache ) et si elle est trop faible elle ne réussira pas à faire revenir le piston quand la force centrifuge a disparu.

Après ça reste très théorique car au final l'objet en ABS dans lequel tout ça coulisse va bouger dans les trois dimensions ( il atterrie dans un liquide ) donc au final le piston devrait à un moment ou un autre revenir vers sa position fixe mais pas sûr car en position détaché il est à l'extrémité de l'objet et donc dans l'eau risque de couler sans revenir à coup sûr à une position propice à un coulissement du piston vers l'aimant fixe situé à l'autre extrémité de l'objet.

[phuphus]

Bonsoir BenTSH,

s'il n'y a pas de problème de confidentialité, un schéma serait le bienvenu.

La force évolue très vite au contact, et moins vite ensuite. Placer une entretoise en plastique / alu / bois de quelques millimètres d'épaisseur suffira à assurer le décollement des deux aimants.

[BenTSH]

c'est ce que j'avais fait sur un proto bricolé à la va vite, j'avais mis une rondelle en plastique et j'ai pu doser comme ça car même petit ces mini aimants en neodymuim sont sacrément puissant

Pas besoins de schémas; remarque pour l'instant j'en ai pas mais ce que je veux faire c'est un leurre de pêche donc une forme de cigare on va dire et pour le lancer il faut que le piston soit au cul du leurre et ensuite il faut que le piston se repositionne en tête afin que le leurre reste sous l'eau et nage plus ou moins.

maintenant je suis sous Solidworks / EMSWorks / Ansys / Comsol et Femm afin de faire du mieux que je puisse mais de façon autodidacte j'ai même été jusqu'à estimer empiriquement l'accélération subie au lancer = 55G

[BenTSH]

Salut,

Je pensais avoir enfin trouvé la solution avec un système similaire à un coil gun avec deux aimant permanent ( un piston et un cylindre ) :

Pièce jointe 359616

J'ai bien une force vers le bas pour le piston comme prévue; elle variable mais toujours négative; mes deux éléments font 80mm donc j'ai pris un rayon de 200mm en boundary ( frontière de calcul ) pour mes tests

Puis comme je voyais par moment les lignes de champs proches des 7 cercles de boundary je me suis dis on va voir en mettant 1500mm en rayon et là horreur car je me suis retrouvé avec par moment des valeurs positives ...

en cherchant sur FEMM j'ai trouvé le tuto sur un aimant permanent ou en modifiant un arc on attribue directement sans passer par le mode auto une Asymptotic Boundary Conditions avec C0 coefficient = 1/(uo*rayon du cercle) et là idem je me retrouve grosso modo avec 2/3 de force négative comme souhaité mais 1/3 de force positive ...

quelle simu croire entre les deux diamètre de boundary