第一篇：有限元仿真分析讀書報(bào)告

有限元方法讀書報(bào)告

1概述

1.1 有限單元法的簡介

有限元方法也叫“有限單元法”或“有限元素法”，這種方法源于機(jī)構(gòu)分析，有結(jié)構(gòu)力學(xué)的位移法發(fā)展而來。

有限單元法的基本思想是將物體離散成有限個(gè)且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元的結(jié)合，來模擬或逼近原來的物體，進(jìn)而將一個(gè)連續(xù)的無限自由度問題簡化為離散的有限自由度問題求解的一種數(shù)值分析方法。物體被離散后，通過對其中各個(gè)單元進(jìn)行單元分析，最終得到對整個(gè)物體的分析。網(wǎng)格劃分中每一小塊體稱為單元。確定單元形狀、單元之間相互聯(lián)結(jié)的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。單元上節(jié)點(diǎn)處的結(jié)構(gòu)內(nèi)力為節(jié)點(diǎn)力，外力（有集中力、分布力等）為節(jié)點(diǎn)載荷。

有限元法的優(yōu)點(diǎn)很多，其中最突出的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用范圍廣。發(fā)展至今，不僅能解決靜態(tài)的、平面的、最簡單的桿系結(jié)構(gòu)，而且還可以解決空間問題、板殼問題、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題、動力學(xué)問題、彈塑性問題和粘彈性問題、疲勞和脆性斷裂問題以及結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題。而且不論物體的結(jié)構(gòu)形式和邊界條件如何復(fù)雜，也不論材料的性質(zhì)和外載荷的情況如何，原則上都能應(yīng)用。

1.2 有限單元法的理論基礎(chǔ)

有限元法的常用術(shù)語有單元、節(jié)點(diǎn)、載荷、邊界條件。

有限元法的分析過程包括研究分析結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、形成有限元計(jì)算模型、選擇有限元軟件或編制計(jì)算程序、上機(jī)試算、計(jì)算模型準(zhǔn)確性判別、修改計(jì)算模型或修改程序、正式計(jì)算以及計(jì)算結(jié)果整理、結(jié)構(gòu)計(jì)算方案的判別。有限元法的基本思路和基本原則以結(jié)構(gòu)力學(xué)中的位移法為基礎(chǔ)，把復(fù)雜的結(jié)構(gòu)或連續(xù)體看成有限個(gè)單元的組合，各單元彼此在節(jié)點(diǎn)處連接而組成整體。把連續(xù)體分成有限個(gè)單元和節(jié)點(diǎn)，稱為離散化。先對單元進(jìn)行特性分析，然后根據(jù)各節(jié)點(diǎn)處的平衡和協(xié)調(diào)條件建立方程，綜合后作整體分析。這樣一分一合，先離散再綜合的過程，就是把復(fù)雜結(jié)構(gòu)或連續(xù)體的計(jì)算問題轉(zhuǎn)化為簡單單元的分析與綜合的問題。因此，一般的有限元解法包括三個(gè)主要步驟：離散化、單元分析、整體分析。

離散化：一個(gè)復(fù)雜的彈性體可以看作由無限個(gè)質(zhì)點(diǎn)組成的連續(xù)體。為了進(jìn)行解算，可以將此彈性體簡化為有限個(gè)單元組成的集合體，這些單元只在有限個(gè)節(jié)點(diǎn)上鉸接，因此，這集合體只具有有限個(gè)自由度，這就為解算提供了可能。有無限個(gè)質(zhì)點(diǎn)的連續(xù)體轉(zhuǎn)化為有限個(gè)單元的集合體，就稱為離散化。

單元分析：單元分析首先要進(jìn)行單元劃分。在工程結(jié)構(gòu)中，一般采用四種類型的基本單元，即標(biāo)量單元、線單元（桿、梁單元）、面單元和體單元。中。而單元劃分一般注意下面幾點(diǎn)：

一、從有限元本身來看，單元劃分的越細(xì)，節(jié)點(diǎn)布置得越多，計(jì)算的結(jié)果越精確。但計(jì)算時(shí)間和計(jì)算費(fèi)用的增加。所以在劃分單元時(shí)對應(yīng)兼顧這兩個(gè)方面。

二、在邊界比較曲折，應(yīng)力比較集中，應(yīng)力變化較大的地方，單元應(yīng)劃分的細(xì)點(diǎn)，而在應(yīng)力變化平緩處單元劃分的大些。單元由小到大應(yīng)逐漸過渡。

三、對于三角形單元，三條邊長應(yīng)盡量接近，不應(yīng)出現(xiàn)鈍角，以免計(jì)算出現(xiàn)較大的偏差。對于矩形單元，長度和寬度也不應(yīng)相差過大。

四、任意一個(gè)三角形單元的角點(diǎn)必須同時(shí)也是相鄰單元邊上的角點(diǎn)，而不能是相鄰單元邊上的內(nèi)點(diǎn)。劃分其他單元時(shí)也應(yīng)遵循此原則。

五、如果計(jì)算對象具有不同的厚度或不同的彈性系數(shù)，則厚度或彈性系數(shù)突變之處應(yīng)是單元的邊線。

整體分析：整體分析就是建立各單元之間和整體結(jié)構(gòu)之間的聯(lián)系，建立起整體剛度矩陣：先對各個(gè)單元求出單元剛度矩陣[

第二篇：基于有限元的電磁場仿真與數(shù)值計(jì)算介紹

鼠籠異步電動機(jī)磁場的有限元分析

摘要

鼠籠異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、效率較高、維修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防工程以及日常生活中都大量使用鼠籠異步電動機(jī)。隨著大功率電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動機(jī)變頻調(diào)速得到越來越廣泛的應(yīng)用，使得鼠籠異步電動機(jī)在一些高性能傳動領(lǐng)域也得到使用。

鼠籠異步電動機(jī)可靠性高，但由于種種原因，其故障仍時(shí)有發(fā)生。由于電動機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，制造時(shí)存在缺陷，是造成故障的原因之一。對電機(jī)內(nèi)部的電磁場進(jìn)行正確的磁路分析，是電機(jī)設(shè)計(jì)不可或缺的步驟。利用有限元法對電機(jī)內(nèi)部磁場進(jìn)行數(shù)值分析，可以保證磁路分析的準(zhǔn)確性。本文利用Ansys Maxwell軟件，建立了鼠籠式異步電機(jī)的物理模型，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型和邊界條件，完成了對鼠籠式異步電動機(jī)的磁場仿真，得到了物理模型剖分圖，磁力線和磁通分布圖，為電機(jī)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞：Ansys Maxwell；鼠籠式異步電機(jī)；有限元分析

一、前言

當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在它的內(nèi)部空間，包括銅與鐵所占的空間區(qū)域，存在著電磁場，這個(gè)電磁場是由定、轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的。電機(jī)中電磁場在不同媒介中的分布、變化及與電流的交鏈情況，決定了電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與性能。因此，研究電機(jī)中的電磁場對分析和設(shè)計(jì)電機(jī)具有重要的意義。

在對應(yīng)用于交流傳動的異步電機(jī)進(jìn)行電磁場的分析計(jì)算時(shí)，傳統(tǒng)的計(jì)算方法因建立在磁場簡化和實(shí)驗(yàn)修正的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的基礎(chǔ)之上，其計(jì)算精度就往往不能滿足要求。如果從電磁場的理論著手，研究場的分布，再根據(jù)課題的要求進(jìn)行計(jì)算，就有可能得到滿意的結(jié)果。電機(jī)電磁場的計(jì)算方法大致可以分為解析法、圖解法、模擬法和數(shù)值計(jì)算法。數(shù)值解法是將所求電磁場的區(qū)域剖分成有限多的網(wǎng)格或單元，通過數(shù)學(xué)上的處理，建立以網(wǎng)格或單元上各節(jié)點(diǎn)的求解函數(shù)值為未知量的代數(shù)方程組。由于電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益普遍，所以電機(jī)電磁場的數(shù)值解法得到了很大發(fā)展，它的適用范圍超過了所有其它的解法，并能達(dá)到足夠的精度。對于電機(jī)電磁場問題，常用的數(shù)值解法有差分法和有限元法兩種。用有限元法時(shí)單元的剖分靈活性大，適用性強(qiáng)，解的精度高。因此我們采用有限元法對電機(jī)電磁場進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

Maxwell2D 是一個(gè)功能強(qiáng)大、結(jié)果精確、易于使用的二維電磁場有限元分析軟件。在這里，我們利用 Ansys的 Maxwell2D 有限元分析工具對一個(gè)三相四極電機(jī)進(jìn)行有限元分析，構(gòu)建鼠籠式異步電機(jī)電動機(jī)的物理模型，并結(jié)合電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、邊界條件進(jìn)行磁場分析。

二、有限元法介紹

有限元法(Finite Element Method,FEM)，是計(jì)算力學(xué)中的一種重要的方法，它是20世紀(jì)50年代末60年代初興起的應(yīng)用數(shù)學(xué)、現(xiàn)代力學(xué)及計(jì)算機(jī)科學(xué)相互滲透、綜合利用的邊緣科學(xué)。有限元法最初應(yīng)用在工程科學(xué)技術(shù)中，用于模擬并且解決工程力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等物理問題。對于過去用解析方法無法求解的問題和邊界條件及結(jié)構(gòu)形狀都不規(guī)則的復(fù)雜問題，有限元法則是一種有效的分析方法。

有限元法的基本思想是先將研究對象的連續(xù)求解區(qū)域離散為一組有限個(gè)且按一定方式相互聯(lián)結(jié)在一起的單元組合體。由于單元能按不同的聯(lián)結(jié)方式進(jìn)行組合，且單元本身又可以有不同形狀，因此可以模擬成不同幾何形狀的求解小區(qū)域;然后對單元(小區(qū)域)進(jìn)行力學(xué)分析,最后再整體分析。這種化整為零，集零為整的方法就是有限元的基本思路。有限元分析利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個(gè)合適的(較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個(gè)域總的滿足條件(如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個(gè)解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因此實(shí)際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實(shí)際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計(jì)算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。

有限元法最初應(yīng)用在求解結(jié)構(gòu)的平面問題上，發(fā)展至今，已由二維問題擴(kuò)展到三維問題、板殼問題，由靜力學(xué)問題擴(kuò)展到動力學(xué)問題、穩(wěn)定性問題，由結(jié)構(gòu)力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、電磁學(xué)、傳熱學(xué)等學(xué)科，由線性問題擴(kuò)展到非線性問題，由彈性材料擴(kuò)展到彈塑性、塑性、粘彈性、粘塑性和復(fù)合材料，從航空技術(shù)領(lǐng)域擴(kuò)展到航天、土木建筑、機(jī)械制造、水利工程、造船、電子技術(shù)及原子能等，由單一物理場的求解擴(kuò)展到多物理場的耦合，其應(yīng)用的深度和廣度都得到了極大的拓展。

目前對機(jī)電產(chǎn)品的模擬與仿真多采用有限元分析方法。在電機(jī)中，電流會使繞組發(fā)熱，渦流損耗和磁滯損耗會使鐵芯發(fā)熱。溫度分布不均造成的局部過熱，會危及電機(jī)的絕緣和安全運(yùn)行；在瞬態(tài)過程中，巨大的電磁力有可能損壞電機(jī)的端部繞組。為了準(zhǔn)確地預(yù)測并防止這些不良現(xiàn)象的產(chǎn)生，都需要進(jìn)行電磁場的計(jì)算，有限元法正是計(jì)算電磁場的一種有力工具。

總之，有限元法作為一個(gè)具有鞏固理論基礎(chǔ)和廣泛應(yīng)用效力的數(shù)值分析工具，是現(xiàn)代力學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等學(xué)科相結(jié)合的產(chǎn)物，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮了巨大的作用。

三、Maxwell軟件介紹

ANSYS軟件是美國ANSYS公司研制的大型通用有限元分析（FEA）軟件，是世界范圍內(nèi)增長最快的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）軟件，能與多數(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，computer Aided design）軟件接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和交換，如Creo, NASTRAN, Alogor, I－DEAS, AutoCAD等。是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件。在核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車交通、國防軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)、輕工、地礦、水利、日用家電等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。ANSYS功能強(qiáng)大，操作簡單方便，現(xiàn)在已成為國際最流行的有限元分析軟件，在歷年的FEA評比中都名列第一。

ANSYS，Inc.(NASDAQ:ANSS)成立于1970年，致力于工程仿真軟件和技術(shù)的研發(fā)，在全球眾多行業(yè)中，被工程師和設(shè)計(jì)師廣泛采用。ANSYS公司重點(diǎn)開發(fā)開放、靈活的，對設(shè)計(jì)直接進(jìn)行仿真的解決方案，提供從概念設(shè)計(jì)到最終測試產(chǎn)品研發(fā)全過程的統(tǒng)一平臺，同時(shí)追求快速、高效和和成本意識的產(chǎn)品開發(fā)。ANSYS公司于2006年收購了在流體仿真領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位的美國Fluent公司，于2008年收購了在電路和電磁仿真領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位的美國Ansoft公司。通過整合，ANSYS公司成為全球最大的仿真軟件公司。ANSYS整個(gè)產(chǎn)品線包括結(jié)構(gòu)分析(ANSYS Mechanical)系列，流體動力學(xué)(ANSYS CFD(FLUENT/CFX）)系列，電子設(shè)計(jì)（ANSYS ANSOFT）系列以及ANSYS Workbench和EKM等。

電磁場有限元分析軟件——Ansys Maxwell是目前電磁領(lǐng)域中被廣泛采用的得力助手。ANSYS以Maxwell方程組作為電磁場分析的出發(fā)點(diǎn)。有限元方法計(jì)算的未知量（自由度）主要是磁位或通量，其他關(guān)心的物理量可以由這些自由度導(dǎo)出。根據(jù)用戶所選擇的單元類型和單元選項(xiàng)的不同，ANSYS計(jì)算的自由度可以是標(biāo)量磁位、矢量磁位或邊界通量。Maxwell目前廣泛用于電機(jī)、電力電子、交直流傳動、電源、汽車、航空航天、生物醫(yī)學(xué)、石油化工以及國防等領(lǐng)域，已經(jīng)在通用電氣、Rockwell、ABB、西門子等國際知名企業(yè)與機(jī)構(gòu)得到廣泛應(yīng)用和驗(yàn)證。

Maxwell 2D 是 Ansys 機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)解決方案的重要組成部分。Maxwell2D 是一個(gè)功能強(qiáng)大、結(jié)果精確、易于使用的二維電磁場有限元分析軟件。它包括電場、靜磁場、渦流場、瞬態(tài)場、溫度場等分析模塊，可以用來分析電機(jī)、傳感器、變壓器等電磁裝置的靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)、正常工況的特性。

當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)，在它的內(nèi)部空間，包括銅與鐵所占的空間區(qū)域，存在著電磁場，這個(gè)電磁場是由定、轉(zhuǎn)子電流所產(chǎn)生的。電機(jī)中電磁場在不同媒介中的分布、變化及與電流的交鏈情況，決定了電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)與性能。因此，研究電機(jī)中的電磁場對分析和設(shè)計(jì)電機(jī)具有重要的意義。在這里，我們利用Maxwell2D 有限元分析工具對一個(gè)三相四極鼠籠式異步電機(jī)進(jìn)行有限元分析，以驗(yàn)證和考核電機(jī)設(shè)計(jì)的合理性和準(zhǔn)確性，并進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

四、鼠籠式異步電機(jī)簡介

鼠籠異步電動機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、運(yùn)行可靠、效率較高、維修方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，在國民經(jīng)濟(jì)中得到廣泛的應(yīng)用。工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、國防工程以及日常生活中都大量使用鼠籠異步電動機(jī)。隨著大功率電子技術(shù)的發(fā)展，異步電動機(jī)變頻調(diào)速得到越來越廣泛的應(yīng)用，使得鼠籠異步電動機(jī)在一些高性能傳動領(lǐng)域也得到使用。

異步電動機(jī)工作原理：當(dāng)電動機(jī)的三相定子繞組（各相差120度電角度），通入三相對稱交流電后，將產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場，該旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子繞組，從而在轉(zhuǎn)子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電流（轉(zhuǎn)子繞組是閉合通路），載流的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在定子旋轉(zhuǎn)磁場作用下將產(chǎn)生電磁力，從而在電機(jī)轉(zhuǎn)軸上形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動電動機(jī)旋轉(zhuǎn)，并且電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向與旋轉(zhuǎn)磁場方向相同。

鼠籠式異步電動機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定、轉(zhuǎn)子之間是氣隙。轉(zhuǎn)子繞組是用作產(chǎn)生感應(yīng)電勢、并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的。鼠籠式轉(zhuǎn)子繞組是自己短路的繞組，在轉(zhuǎn)子在每個(gè)槽中放有一根導(dǎo)體（材料為銅或鋁），導(dǎo)體比鐵芯長，在鐵芯兩端用兩個(gè)端環(huán)將導(dǎo)體短接，形成短路繞組。若將鐵芯去掉，剩下的繞組形狀似松鼠籠子，故稱鼠籠式繞組。鼠籠式異步電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、運(yùn)行維護(hù)方便，它被廣泛地應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，作為電力拖動的原動機(jī)。它的缺點(diǎn)是調(diào)速性能差，啟動力矩較小，因此在一些要求平滑調(diào)速和啟動力矩很大的場合常用其他類型電動機(jī)來完成。

五、電機(jī)有限元分析模型的建立

1、電機(jī)基本參數(shù)

采用一個(gè)三相鼠籠式異步電動機(jī)為分析模型，定子繞組?連接，相電壓 380V，定子繞組線電流 12A,具體參數(shù)見表5-1。通過Ansys Maxwell構(gòu)建其物理模型，結(jié)合邊界條件和數(shù)學(xué)模型進(jìn)行磁場分析。

表5-1 電機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

定子內(nèi)徑/mm 定子外徑/mm 定子槽數(shù)/個(gè) 轉(zhuǎn)子槽數(shù)/個(gè)

氣隙 頻率/HZ

36 24 5 50 基本假設(shè)：(1)相對于磁極極距的尺寸來說，氣隙是很小的，并且是均勻的，因此其磁感應(yīng)強(qiáng)度一般只考慮徑向分量，且認(rèn)為沿電機(jī)的軸向是不變的，不考慮端部效應(yīng)，因此采用二維場模擬磁場分布。(2)不計(jì)定子線圈的渦流效應(yīng),鐵心磁導(dǎo)率為各向同性磁導(dǎo)率。

利用Maxwell 2D建立二維電機(jī)有限元模型,建模過程如下:①確定電機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù),畫出電機(jī)模型；②確定電機(jī)材料屬性；③確定有限元計(jì)算的邊界條件和載荷；④確定剖分；⑤加激勵(lì)源進(jìn)行磁場分析。

2、電機(jī)物理模型的生成

首先在Ansys Maxwell 軟件中新建一個(gè)2D 設(shè)計(jì)平臺，選擇二維靜磁場求解器對永磁同步電動機(jī)進(jìn)行磁場分析。確定模型單位，在求解器類型設(shè)置中設(shè)置該問題分析系統(tǒng)的全局坐標(biāo)平面為XY 坐標(biāo)系統(tǒng)。Ansys Maxwell 中模型的建立一般采用自上而下的方式，以點(diǎn)—線—面逐步進(jìn)行模型生成。在新建的Maxwell 2D平臺中，通過繪制曲線以及鏡像、陣列的方法繪制出電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，并通過“surface-cover lines”指令生成相應(yīng)面域，然后通過“Subtract”指令分離得各個(gè)面域。最后得到的電機(jī)物理模型見圖5-1。在Maxwell 2D中建立電機(jī)的物理模型并加載材料以及邊界條件，各部分材料見表5-2。

表5-2 電機(jī)材料屬性

面域 定子軛 定子繞組 氣隙 轉(zhuǎn)子軛 轉(zhuǎn)子繞組

材料 DW465-50硅鋼片 銅（cooper）

空氣 DW465-50硅鋼片 銅（cooper）

圖5-1 鼠籠式異步電機(jī)物理模型

3、模型網(wǎng)格的剖分

網(wǎng)格剖分是有限元求解的基礎(chǔ),為了保證計(jì)算精度,需要進(jìn)行手動網(wǎng)格劃分。采用基于模型內(nèi)部單元邊長的剖分設(shè)置進(jìn)行模型剖分。具體設(shè)置路徑為Maxwell 2D/Mash Operation/Assign/On selection進(jìn)行設(shè)置，本度采用的最大剖分單元長度為2mm。剖分后的網(wǎng)格如圖5-2所示。

圖5-2 物理模型網(wǎng)格剖分圖

4、數(shù)學(xué)模型

異步電機(jī)數(shù)學(xué)模型有電壓方程、磁鏈方程、轉(zhuǎn)矩方程和運(yùn)動方程組成。電壓方程：三相定子繞組的電壓平衡方程為

uA?iARs?d?Adtd?B

uB?iBRs?d

(5-1)

tuC?iCRs?d?Cdtd?adtd?b與此對應(yīng)，三相轉(zhuǎn)子繞組折算到定子側(cè)后的電壓方程為：

ua?iaRr?

ub?ibRr?d

(5-2)

tuc?icRr?d?cdt磁鏈方程：完整的磁鏈方程可寫成分塊矩陣的形式

??s??LssLsr??is??????LL??i??r??rsrr??r??A?B?C??r???a?b?c?

(5-3)

式中?s??TTis??iAiBiC?ir??iaibic?TT電磁轉(zhuǎn)矩方程：

Te?npL'm?iAia?iBib?iCic?sin?m?(iAib?iBic?iCia)sin(?m?120。）?（iAic?iBia?iCib）sin(?m?120。)(5-4)式中L'm為電動機(jī)定轉(zhuǎn)子互感，iAiBiC：定子三相電流iaibic：轉(zhuǎn)子三相電流運(yùn)動方程：在一般情況下，電力拖動系統(tǒng)的運(yùn)動方程式是

Te?Tl?Jd?npdt??d?m

(5-5)dtTl為負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩；J為機(jī)組的轉(zhuǎn)動慣量；?為電動機(jī)轉(zhuǎn)子的電角速度。

5、激勵(lì)源和邊界條件

磁場分析中，每個(gè)被分析的問題至少存在一種激勵(lì)源。在鼠籠式異步電機(jī)分析中，只存在定子繞組電流源。對于邊界條件，電機(jī)求解域的外邊界及轉(zhuǎn)子軛與轉(zhuǎn)軸的交界都應(yīng)施加相應(yīng)的邊界條件，此問題中由于兩處邊界均為高導(dǎo)磁介質(zhì)與非導(dǎo)磁介質(zhì)的分界處，因此，施加磁通平行邊界條件即可。這也是點(diǎn)擊分析中最為常用的邊界條件。

6、磁場分析結(jié)果

在完成上述工作后，可以對相關(guān)的求解參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，之后對所構(gòu)建的圖形開始進(jìn)行分析自檢，通過執(zhí)行Maxwell 2D/Validation check命令，自檢對話框?qū)こ虣谥械拿恳豁?xiàng)進(jìn)行自檢，辨別是否有錯(cuò)誤。自檢正確后，說明構(gòu)建的模型沒有錯(cuò)誤，開始進(jìn)行一鍵有限元分析求解，此過程通過執(zhí)行Maxwell 2D/Analysis all命令來完成。鼠籠式異步電機(jī)的Ansys Maxwell 求解結(jié)果如下。

圖5-3 導(dǎo)體電感矩陣

圖5-4 導(dǎo)體匝鏈的磁鏈

在求解完成后，執(zhí)行Maxwell 2D/Results命令查看電機(jī)各種參數(shù)曲線；執(zhí)行

Maxwell 2D/Fields命令來查看磁密，磁場強(qiáng)度等各種場圖。交流鼠籠異步電動機(jī)的Ansys Maxwell磁場分析結(jié)果如下圖。其中，圖5-5為電機(jī)的磁力線分布圖，圖5-6為電機(jī)的磁通密度分布圖。

圖5-5 電機(jī)磁力線分布圖

圖5-6 電機(jī)磁通密度分布圖

六、結(jié)論

本文在Maxwell 2D環(huán)境下建立了鼠籠式異步電動機(jī)的物理模型，并結(jié)合數(shù)學(xué)模型和邊界條件，完成了對鼠籠式異步電動機(jī)的磁場仿真，得到了物理模型剖分圖，磁力線和磁通分布圖。仿真結(jié)果準(zhǔn)確的反映了鼠籠式異步電動機(jī)的磁力線、磁通密度分布，為電機(jī)的進(jìn)一步設(shè)計(jì)研究提供了依據(jù)。應(yīng)用Ansys Maxwell 軟件分析得到的結(jié)果，既保證了有限元分析的精度，又大大降低了計(jì)算量，對后續(xù)工作有極大的理論參考價(jià)值。通過本文，基本了解了Ansys Maxwell 軟件Maxwell 2D平臺的基本操作，為以后學(xué)習(xí)Ansys Maxwell 軟件3D仿真打下了良好基礎(chǔ)。

第三篇：有限元結(jié)課報(bào)告

課名：有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真 題目：基于ABAQUS的直齒輪接觸分析 組員：陳彩云、孫兆亮、董鵬程、張永進(jìn) 院系：機(jī)械與車輛學(xué)院

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

基于ABAQUS的直齒輪接觸分析

直齒是齒輪的一種分類方式，（Spur Gear）。按照一對齒輪軸線的相對位置和齒向（兩周是否平行）分為平面齒輪轉(zhuǎn)動和空間齒輪轉(zhuǎn)動；按照齒輪的工作條件不同可分為開式傳動和閉式傳動；按照輪齒或齒廓的形狀分為直齒、斜齒、人字齒、或直齒、曲齒。

CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)是一門復(fù)雜的工程科學(xué)，涉及仿真技術(shù)、軟件、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和力學(xué)等眾多領(lǐng)域。世界上幾大CAE公司各自以其獨(dú)到的技術(shù)占領(lǐng)著相應(yīng)的市場。ABAQUS有限元分析軟件擁有世界上最大的非線性力學(xué)用戶群，是國際上公認(rèn)的最先進(jìn)的大型通用非線性有限元分析軟件之一。它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油化工、航空航天、汽車交通、土木工程、國防軍工、水利水電、生物醫(yī)學(xué)、電子工程、能源、地礦、造船以及日用家電等工業(yè)和科學(xué)研究領(lǐng)域。ABAQUS在技術(shù)、品質(zhì)和可靠性等方面具有卓越的聲譽(yù)，可以對工程中各種復(fù)雜的線性和非線性問題進(jìn)行分析計(jì)算。

接觸問題是土木、建筑、水利工程、石油化工、等領(lǐng)域中普遍存在的力學(xué)問題。不管在接觸邊界之間是否有間隙存在，接觸作用的出現(xiàn)對結(jié)構(gòu)受載之后的接觸狀態(tài)和應(yīng)力分布都有直接的影響，一方面通過接觸可以提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載力和剛度或者可以起到減震作用，而另一方面也正是因?yàn)橛捎诮佑|的存在,伴隨著局部高應(yīng)力，很容易使材料屈服或發(fā)生製縫，如果再受到循環(huán)載荷的影響，還可能產(chǎn)生疲勞失效。所以，了解基礎(chǔ)狀態(tài)和應(yīng)力狀態(tài)，對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工及補(bǔ)強(qiáng)措施，都有重要的意義。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

一、直齒輪croe三維建模

1.1設(shè)計(jì)齒輪參數(shù)

三個(gè)齒輪壓力角為20°，模數(shù)為2，齒寬為30mm，分度圓半徑分別為30mm、40mm、60mm，齒數(shù)分別為15、20、30，中心距分別為35mm、55mm。

1.2以Z=20的齒輪為例，新建一零件，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境建立基準(zhǔn)軸。

1.3打開工具中的參數(shù)對話框，建立如下齒輪參數(shù)。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

1.4輸入齒頂圓、齒根圓、分度圓及基圓的關(guān)系

1.5單擊草繪，進(jìn)入草繪模式，建立齒頂圓、齒根圓、分度圓及基圓草繪。完成后修改4圓的直徑參數(shù)為d、da、df及db。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

1.6單擊【基準(zhǔn)】|【曲線】|【來自方程的曲線】選項(xiàng)，打開對話框，在坐標(biāo)類型中選擇笛卡爾坐標(biāo)系，并建立參考坐標(biāo)系，單擊【方程】，在記事本中添加如下圖所示的漸開線方程式。

得出漸近線方程如下圖：

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

1.7以360/(4*z)的角度鏡像漸近線。

1.8建立齒輪實(shí)體模型，單擊【草繪】|【投影】|【環(huán)】，點(diǎn)擊齒根圓確定。拉伸草圖。深度為參數(shù)B。

1.9類比7，點(diǎn)擊不是【環(huán)】輪齒。，而是【單一】，單擊漸近線如圖所示。拉伸

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

1.10陣列輪齒實(shí)體，個(gè)數(shù)為z-1，角度360/z。

1.11改變參數(shù)中的Z為15、30。

1.12裝配

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

二、HyperMesh進(jìn)行網(wǎng)格劃分

2.1將IGS文件導(dǎo)入HyperMesh 首先將上一步生成的IGS文件導(dǎo)入進(jìn)HyperMesh中，其操作如圖2-1所示。

圖2-1 導(dǎo)入IGS模型

2.2生成實(shí)體

由于IGS導(dǎo)入HyperMesh中的模型只有表面，不存在實(shí)體，所以先生成實(shí)體在進(jìn)行下一步操作。打開Geom面板中的子面板solid，并選中 bounding surf 再選中需要生成實(shí)體的表面，點(diǎn)擊create即生成齒輪實(shí)體。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

2-2 生成實(shí)體

2.3 生成齒輪圓心

打開Geom面板左下角的distance子面板，選擇three nodes 命令，在點(diǎn)擊circle center命令，創(chuàng)建齒輪圓心。

2-3 生成齒輪圓心

2.4 切割單齒

打開Geom面板的solid edit 子面板，選擇trim with plane/surf 命令對齒輪實(shí)體進(jìn)行操作，切割下來單個(gè)齒。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

2-4 切割單齒

2.5 劃分單齒網(wǎng)格

使用3D面板的solid map子面板，選擇mesh solids。選擇切割下來的單齒，并設(shè)置單元類型及單元尺寸

2-5 劃分單齒網(wǎng)格

2.6 隱藏實(shí)體保存單齒網(wǎng)格

2-6 保存單齒網(wǎng)格

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

2.7 旋轉(zhuǎn)單齒生成完整的齒輪網(wǎng)格

使用Tool面板的rotate子面板，打開后選擇圓心，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度，旋轉(zhuǎn)復(fù)制多次，生成完整的齒輪網(wǎng)格

2-7 旋轉(zhuǎn)單齒生成完整齒輪網(wǎng)格

2.8 去除邊界

選擇Tool面板的edges命令，選中整個(gè)網(wǎng)格，點(diǎn)擊delete edges 刪除邊界。

2-8 去除邊界

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

2.9 重復(fù)操作完成其余齒輪的網(wǎng)格劃分

2-9 完成全部齒輪的網(wǎng)格劃分

2.10 總結(jié)

HyperMesh 具有強(qiáng)大的前處理網(wǎng)格劃分功能，對多種CAD模型的支持，在搭建三維模型就有多種工具可供選擇；而同時(shí)支持與多種CAE分析軟件的數(shù)據(jù)交流，不會限制hypermesh劃分的網(wǎng)格的使用；相對于其他前處理軟件，其導(dǎo)入模型的質(zhì)量和效率都很高，為CAE分析師的工作節(jié)省了大量時(shí)間；簡單的界面更適合學(xué)習(xí)。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

三、ABAQUS進(jìn)行接觸分析

3.1ABAQUS中導(dǎo)入模型

執(zhí)行【文件】/【導(dǎo)入】/【模型】操作，選中模型chilun2.inp，如下圖所示。

3.2設(shè)置材料屬性

從【模塊】列表中選擇【屬性】，進(jìn)入特性功能模塊。Step1：創(chuàng)建材料屬性。單擊

【創(chuàng)建材料】，彈出【編輯材料】對話框。在【名稱】欄輸入“steel”。在【材料行為】欄選擇【通用】/【密度】，在【質(zhì)量密度】欄輸入鋼的密度7.8e-9。然后選擇【力學(xué)】/【彈性】/【彈性】，將【楊氏模量】和【泊松比】分別設(shè)置為210000和0.3。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

Step2：創(chuàng)建截面特性。單擊擇【steel】。

、Step3：分配截面特性。單擊

【指派截面】，用鼠標(biāo)框選3個(gè)齒輪

【創(chuàng)建截面】，選擇【實(shí)體】、【均質(zhì)】。【材料】選

3.3創(chuàng)建分析步

從【模塊】列表中選擇【分析步】，進(jìn)入分析步功能模塊。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

單擊【創(chuàng)建分析步】，選擇【動力，顯示】，單擊【繼續(xù)】。在彈出的【編輯分析步】對話框中，將【時(shí)間長度】改為0.001，單擊【確定】。

單擊

【場輸出管理器】，將【間隔】改為40次

3.4定義相互作用

從【模塊】列表中選擇【相互作用】，進(jìn)入相互作用功能模塊。1.定義接觸關(guān)系

Step1：創(chuàng)建接觸屬性。單擊

【創(chuàng)建相互作用屬性】，選擇【接觸】。在【力學(xué)】/【切向行為】保持默認(rèn)。在【力學(xué)】/【法向行為】中的【摩擦公式】的下拉列表選

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

擇【罰】，將【摩擦系數(shù)】設(shè)為0.1。

step2：創(chuàng)建通用接觸。單擊

【創(chuàng)建相互作用】，【分析步】選為【Initial】，并選擇【通用接觸（Explicit）】，單擊【繼續(xù)】。在【全局屬性指派】中選擇之前創(chuàng)建的接觸屬性【InProp-1】，單擊【確定】。

2.定義耦合約束

在ABAQUS中，想讓實(shí)體單元繞軸旋轉(zhuǎn)，一種方法是將實(shí)體單元與一個(gè)點(diǎn)耦合，然后讓這個(gè)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

Step1：創(chuàng)建參考點(diǎn)。耦合點(diǎn)在圓心，先單擊的中心，創(chuàng)建3個(gè)參考點(diǎn)

Step2：定義耦合約束。單擊

【創(chuàng)建參考點(diǎn)】，點(diǎn)擊三個(gè)齒輪

【創(chuàng)建約束】，選擇【耦合的】，再單擊【幾何】，進(jìn)行下圖所示步驟，分別完成3個(gè)齒輪內(nèi)表面與各自參考點(diǎn)的耦合。

3.5創(chuàng)建載荷和邊界條件

從【模塊】列表中選擇【載荷】，進(jìn)入載荷功能模塊。Step1：單擊【創(chuàng)建邊界條件】，類型選擇【位移/轉(zhuǎn)角】，分析步選擇【initial】。參考點(diǎn)“RP-1”將只有y軸旋轉(zhuǎn)自由度。

Step2：以同樣方式創(chuàng)建“RP-2”和“RP-3”的邊界條件。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

Step3：單擊【創(chuàng)建邊界條件】，名稱改為“BC-Ang-vel-15”，類型選擇【速度/角速度】，分析步選擇【Step-1】,區(qū)域選擇“RP-1”，勾選VR2并賦值628。

3.6提交分析作業(yè)

從【模塊】列表中選擇【作業(yè)】，進(jìn)入作業(yè)功能模塊。Step1：單擊Step2：單擊【創(chuàng)建作業(yè)】，將作業(yè)名稱改為“Job-3”

【作業(yè)管理器】，在作業(yè)管理器中單擊【提交】按鈕提交作業(yè)。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

3.7結(jié)果后處理

計(jì)算完成后，單擊【作業(yè)管理器】對話框中的【結(jié)果】按鈕，進(jìn)入可視化模塊。Step1：單擊【在變形圖上繪制云圖】可顯示減速齒輪的變形云圖。

Step2：在工具欄選擇【U】，可以查看模型位移云圖。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

Step3：執(zhí)行【結(jié)果】/【歷程輸出】命令，彈出【歷程輸出】對話框，可查看歷史變量輸出。ALLWK為外力功，ALLFD為摩擦耗散能，ALLIE為內(nèi)能，ALLKE為動能，ALLVD為黏性耗散能。

3.8結(jié)果評價(jià)及分析

通過提交作業(yè)可以得到有限元分析結(jié)果，并能將結(jié)果以動畫的形式模擬出來，便于直觀的看到齒輪嚙合的過程。ABAQUS通過彩色云圖顯示應(yīng)力分布。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

在圖中可以看出齒輪與齒輪的接觸面處以及齒跟彎曲處有較大的應(yīng)力，我們主要分析輪齒間的接觸應(yīng)力。找到齒輪嚙合過程中應(yīng)力最大的Element，測出應(yīng)力值為11740MPa，可以將其應(yīng)力值輸出。

在齒輪嚙合傳動過程中，齒輪齒跟部分輪齒與輪齒的接觸部分應(yīng)力最大，所以齒根部分容易發(fā)生折斷，齒面容易出現(xiàn)磨損、膠合以及塑性流動等失效形式，這與工程應(yīng)用中的實(shí)際情況是一致的。

由于齒輪是漸開線輪齒接觸，傳統(tǒng)的赫茲接觸理論的結(jié)果是近似的，特別是輪齒接觸存在摩擦，因此赫茲接觸理論必然存在誤差；并且用赫茲理論分析方法只能求出沿接觸面法線方向上各個(gè)位置的應(yīng)力等參數(shù)，不能精確獲知應(yīng)力分布和應(yīng)力集中，而采用ABAQUS進(jìn)行有限元分析可以準(zhǔn)確知道任意時(shí)刻，任何節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力情況。

在實(shí)際工程應(yīng)用中，齒輪問是存在摩擦的，從理論上講，隨著摩擦系數(shù)的增大，有限元方法計(jì)算出的應(yīng)力也將增大，而且如果將輪齒與輪齒之間的摩擦系數(shù)增大或者是將輪齒底面上的分布載荷增大也會造成接觸應(yīng)力的增加，所以有限元分析結(jié)果中的最大應(yīng)力值大于赫茲理途計(jì)算得到的應(yīng)力值，同時(shí)造成商種方法存在誤差的原因還有有限元網(wǎng)格的劃分方法、幾何邊界條件的定義、在計(jì)算時(shí)選擇的算法不同等。

有限元方法的理論、應(yīng)用及CAE仿真

齒輪嚙合部位不同，其接觸應(yīng)力也會發(fā)生變化，最大接觸應(yīng)力發(fā)生在單齒接觸時(shí)，位置在節(jié)圓附近，在維接觸時(shí)其最大接觸應(yīng)力會小得多。

通過比較，認(rèn)為誤差在可接受的范圍之內(nèi)。所以，采用ABAQUS軟件進(jìn)行齒輪嚙合有限元分析可以很好的模擬接觸過程，并且得到理想的分析結(jié)果。

3.9結(jié)論啟示

通過對齒輪接觸的有限元分析結(jié)果及其人們的工程實(shí)踐進(jìn)行總結(jié)，我們可以在如何提高齒輪的抗疲勞強(qiáng)度方面得到一些啟發(fā)。其一，從實(shí)際生產(chǎn)中的一些治金重載齒面發(fā)生嚴(yán)重變形的經(jīng)驗(yàn)中，認(rèn)為必然存在最適合齒輪接觸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度的齒形，這種理想齒形的設(shè)計(jì)成有可能發(fā)展成一門新的學(xué)科：齒輪仿形原理，其二，提高糊滑油的質(zhì)量，潤滑油質(zhì)量的提高對齒輪接觸強(qiáng)度的提高起到很大的作用，高質(zhì)量的潤滑油，更抗氧化，更容易產(chǎn)生油膜，更容易散熱；其三，提高齒輪加工的精度，高精度的齒輪可以改善嚙合性能，進(jìn)而改善接觸強(qiáng)度；其四，對材料進(jìn)行合理的熱處理，可以使其具有較好的綜合機(jī)械性能，提高齒面的硬度和耐磨性等等。

第四篇：大型有限元通用分析軟件Ansys學(xué)習(xí)心得

大型有限元通用分析軟件Ansys學(xué)習(xí)心得

相對于其他應(yīng)用型軟件而言，ANSYS作為大型權(quán)威性的有限元分析軟件，對提高 解決問題的能力是一個(gè)全面的鍛煉過程，是一門相當(dāng)難學(xué)的軟件，因而，要學(xué)好 ANSYS，對學(xué)習(xí)者就提出了很高的要求，一方面，需要學(xué)習(xí)者有比較扎實(shí)的力學(xué) 理論基礎(chǔ)，對ANSYS分析結(jié)果能有個(gè)比較準(zhǔn)確的預(yù)測和判斷，可以說，理論水平的高低在很大程度上決定了ANSYS使用水平；另一方面，需要學(xué)習(xí)者不斷摸索出 軟件的使用經(jīng)驗(yàn)不斷總結(jié)以提高解決問題的效率。在學(xué)習(xí)ANSYS的方法上，為了讓初學(xué)者有一個(gè)比較好的把握，特提出以下五點(diǎn)建議：

一.將ANSYS的學(xué)習(xí)緊密與工程力學(xué)專業(yè)結(jié)合起來 毫無疑問，剛開始接觸ANSYS時(shí)，如果對有限元，單元，節(jié)點(diǎn)，形函數(shù)等《有限元單元法及程序設(shè)計(jì)》中的基本概念沒有清楚的了解話，那么學(xué)ANSYS很長一段 時(shí)間都會感覺還沒入門，只是在僵硬的模仿，即使已經(jīng)了解了，在學(xué)ANSYS之 前，也非常有必要先反復(fù)看幾遍書，加深對有限元單元法及其基本概念的理解。作為工程力學(xué)專業(yè)的學(xué)生，雖然力學(xué)理論知識學(xué)了很多，但對許多基本概念的理 解許多人基本上是只停留于一個(gè)符號的認(rèn)識上，理論認(rèn)識不夠，更沒有太多的感 性認(rèn)識，比如一開始學(xué)ANSYS時(shí)可能很多人都不知道鋼材應(yīng)輸入一個(gè)多大的彈性 模量是合適的。而在進(jìn)行有限元數(shù)值計(jì)算時(shí)，需要對相關(guān)參數(shù)的數(shù)值有很清楚的 了解，比如材料常數(shù)，直接關(guān)系到結(jié)果的正確性，一定要準(zhǔn)確。實(shí)際上在學(xué) ANSYS時(shí)，以前學(xué)的很多基本概念和力學(xué)理論知識都忘得差不多了，因而遇到有 一定理論難度的問題可能很難下手，特別是對結(jié)果的分析，需要用到《材料力學(xué)》，《彈性力學(xué)》和《塑性力學(xué)》里面的知識進(jìn)行理論上的判斷，所以在這種 情況下，復(fù)習(xí)一下《材料力學(xué)》，《彈性力學(xué)》和《塑性力學(xué)》是非常有必要 的，加深對基本概念的理解，實(shí)際上，適當(dāng)?shù)膹?fù)習(xí)并不要花很多時(shí)間，效果卻很 明顯，不僅能勾起遙遠(yuǎn)的回憶，加深理解，又能使遇到的問題得到順利的解決。在涉及到復(fù)雜的非線性問題時(shí)（比如接觸問題），一方面，不同的問題對應(yīng)著不 同的數(shù)值計(jì)算方法，求解器的選擇直接關(guān)系到程序的計(jì)算代價(jià)和問題是否能順利 解決；另一方面，需要對非線性的求解過程有比較清楚的了解，知道程序的求解 是如何實(shí)現(xiàn)的。只有這樣，才能在程序的求解過程中，對計(jì)算的情況做出正確的 判斷。因此，要能對具體的問題選擇什么計(jì)算方法做出正確判斷以及對計(jì)算過程 進(jìn)行適當(dāng)控制，對《計(jì)算方法》里面的知識必須要相當(dāng)熟悉，將其理解運(yùn)用到 ANSYS的計(jì)算過程中來，彼此相互加強(qiáng)理解。要知道ANSYS是基于有限元單元法 與現(xiàn)代數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。因此，在解決非線性問題時(shí)，千 萬別忘了復(fù)習(xí)一下《計(jì)算方法》。此外，對《計(jì)算固體力學(xué)》也要有所了解（一 門非常難學(xué)的課），ANSYS對非線性問題處理的理論基礎(chǔ)就是基于《計(jì)算固體力 學(xué)》里面所講到的復(fù)雜理論。作為學(xué)工程力學(xué)的學(xué)生，提高建模能力是非常急需加強(qiáng)的一個(gè)方面。在做偏向于 理論的分析時(shí)，可能對建模能力要求不是很高，但對于實(shí)際的工程問題，有限元 模型的建立可以說是一個(gè)最重要的問題，而后面的工作變得相對簡單。建模能力 的提高，需要掌握好的建模思想和技巧，但這只能治標(biāo)不能治本，最重要的還是 要培養(yǎng)較強(qiáng)看圖紙的能力，而看圖紙的能力培養(yǎng)一直是我們所忽視的，因此要加 強(qiáng)對《現(xiàn)代工程圖學(xué)》的回憶，最好能同時(shí)結(jié)合實(shí)際的操作。以上幾個(gè)方面，只是說明在ANSYS的過程中，不要純粹的把ANSYS當(dāng)作一門功課 來學(xué)，這樣是不可能學(xué)好ANSYS的，而要針對問題來學(xué)，特別是遇到的新問題，首先要看它涉及到那些理論知識，最好能作到有所了解，然后與ANSYS相關(guān)設(shè)置 結(jié)合起來，作到心中有數(shù)，不至于遇到某些參數(shù)設(shè)置時(shí)，沒一點(diǎn)概念，不知道如 何下手。工程力學(xué)專業(yè)更多的偏向于理論，往往覺得學(xué)了那么多的力學(xué)理論知識 沒什么用，不知道將來自己能作什么，而學(xué)ANSYS實(shí)際起到了溝通理論與實(shí)踐的 橋梁作用，使你能夠感到所學(xué)的知識都能用上，甚至激發(fā)出對本專業(yè)的熱愛。二.多問多思考多積累經(jīng)驗(yàn)

學(xué)習(xí)ANSYS的過程實(shí)際上是一個(gè)不斷解決問題的過程，問題遇到的越多，解決的 越多，實(shí)際運(yùn)用ANNSYS的能力才會越高。對于初學(xué)者，必將會遇到許許多多的 問題，對遇到的問題最好能記下來，認(rèn)真思考，逐個(gè)解決，積累經(jīng)驗(yàn)。只有這樣 才會印象深刻，避免以后犯類似的錯(cuò)誤，即使遇到也能很快解決。因此，建議一 開始接觸ANSYS就要注意以下三點(diǎn)：

1.要多問，切記不要不懂就問。在使用ANSYS處理具體的問題時(shí)，雖然會遇到大量ERROR提示，實(shí)際上，其中許多ERROR經(jīng)過自己的思考是能夠解決的簡單問 題，只是由于缺乏經(jīng)驗(yàn)才感覺好難。因此，首先一定要自己思考，實(shí)在自己解決 不了的問題才去問老師，在老師幫你解決的問題的過程中，去享受恍然大悟的感 覺。

2.要有耐心，不要郁悶，多思考。對初學(xué)者而言，感覺ANSYS特別費(fèi)時(shí)間，又作 不出什么東西，沒有成就感，容易產(chǎn)生心理疲勞，缺乏耐心。“苦中作樂”應(yīng)是 學(xué)ANSYS的人所必須保持的一種良好心態(tài)，往往就是那么一個(gè)ERROR要折磨你好幾 天，使問題沒有任何進(jìn)展，遇到這種情況要能調(diào)整自己的心態(tài)，坦然面對，要有 耐心，針對問題積極思考，發(fā)現(xiàn)原因，堅(jiān)信沒有自己解決不了的問題，要能把解 決問題當(dāng)作一種樂趣，時(shí)刻讓自己保持愉快的心情，真正當(dāng)你對問題有突破性進(jìn)展時(shí)，迎接的必定是巨大的成就感。

3.注意經(jīng)驗(yàn)的積累，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。一方面，初學(xué)時(shí)，要注重自己經(jīng)驗(yàn)的積累（前面兩點(diǎn)說的就是這個(gè)問題），即在自己解決的問題中積累經(jīng)驗(yàn)；另一方面，當(dāng)靈活運(yùn)用ANSYS的能力達(dá)到一定程度時(shí)，要注重積累別人的經(jīng)驗(yàn)，把別人的經(jīng) 驗(yàn)為自己所用，使自己少走彎路，提高效率，方便自己問題的解決。對于ANSYS 越學(xué)到后面就越感覺是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)問題，因?yàn)樵摱玫幕径级耍闊┑木褪且?些參數(shù)的調(diào)試，需要的是用時(shí)間去摸索，對同一類型的問題，別人的參數(shù)已經(jīng)調(diào) 試好了，完全沒有必要自己去調(diào)試，直接拿來用即可。

三.練習(xí)使用ANSYS最好直接找力學(xué)專業(yè)書后的習(xí)題來做 可能這一點(diǎn)與學(xué)習(xí)ANSYS的一般方法相背，我開始學(xué)ANSYS時(shí)也是照著書上現(xiàn)成 的例子做，但照著書上的做就是做不出來，實(shí)在沒有耐心，就干脆從書上（如材 力，彈力）直接找些簡單的習(xí)題來做。盡管簡單，但每一步都需要自己思考，只 有思考了的東西才能成為自己的東西，慢慢的自己解決的問題多了，運(yùn)用ANSYS 的能力提高相當(dāng)明顯，這可能是我無意中對學(xué)ANSYS在方法上的一點(diǎn)創(chuàng)新吧。我 覺得直接從書上找習(xí)題做有以下好處： 1.從書上找習(xí)題練習(xí)是一種更加主動的學(xué)習(xí)方法，由于整個(gè)分析過程都要獨(dú)立思 考，實(shí)際上比照著書上練習(xí)難度更大。對初學(xué)者來說，照著書上練習(xí)很難理解為 什么要這么做，因此，盡管做出來了，但以后遇到類似問題可能還是不知道。

2.書上現(xiàn)成的例子基本上是非常經(jīng)典的，是不可能有錯(cuò)的，一旦需要獨(dú)立解決問 題時(shí)，由于沒有對錯(cuò)誤的處理經(jīng)驗(yàn)，遇到錯(cuò)誤還是得要從頭摸索，可以說，ANSYS的使用過程就是一個(gè)解決ERROR的過程，ERROR實(shí)際上提供了問題的解 決思路，而自己找問題做，由于水平并不高，必將會遇到大量的ERROR，對這些 ERROR的解決，經(jīng)驗(yàn)的積累就是ANSYS運(yùn)用能力的提高。

3.將書上的習(xí)題用ANSYS來實(shí)現(xiàn)，可以將習(xí)題的理論結(jié)果和ANSYS計(jì)算的數(shù)值結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證ANSYS計(jì)算結(jié)果的正確性，比較兩者結(jié)果的差異，分析產(chǎn)生差 異的原因，加深對理論的理解，這是照著現(xiàn)成的例子練習(xí)所作不到的。當(dāng)然，并不就說書上的例子毫無用處，多多看下書上的例子可以對ANSYS的整個(gè) 分析問題的過程有比較清楚的了解，還可以借鑒一些處理問題的方法。四.保持帶著問題去看ANSYS是怎樣處理相關(guān)問題的良好習(xí)慣

可能平時(shí)在看關(guān)于ANSYS的參考書籍時(shí)，對其中如何處理各種復(fù)雜問題的部分，看起來覺得也并不是很難理解，而一旦要自己處理一個(gè)復(fù)雜的非線性問題時(shí)，就 有點(diǎn)束手無策，不知道所分析的問題與書上的講的是怎么相關(guān)的。說明要將書上 的東西真正用到具體的問題中還不是一件容易的事情。帶著問題去看ANSYS是怎 樣處理相關(guān)問題的部分，可能是解決以上問題的一個(gè)好方法：當(dāng)著手分析一個(gè)復(fù) 雜的問題時(shí)，首先要分析問題的特征，比如一個(gè)二維接觸問題，就要分析它是不 是軸對稱，是直線接觸還是曲線接觸（三維問題：是平面接觸還是曲面接觸），接觸狀態(tài)如何等等，然后帶著這些問題特征，將ANSYS書上相關(guān)的部分有對號入 座的看書，一遇到與問題有關(guān)的介紹就其與實(shí)際問題聯(lián)系起來重點(diǎn)思考，理解了 書上東西的同時(shí)問題也就解決了，這才真正將書上的知識變成了自己的東西，比 如上個(gè)問題，如果是軸對稱，就需要設(shè)置KEYOPT（3），如果是曲線接觸就要設(shè) 置相應(yīng)的關(guān)鍵字以消除初始滲透和初始間隙。可能就會有這樣的感慨：原來書上 已經(jīng)寫得很清楚了，以前看書的時(shí)候怎么就沒什么印象了。如果照著這種方法處理的問題多了的話，就會進(jìn)一步體會到：其實(shí)，ANSYS的使 用并不難，基本上是照著書上的說明一步一步作，并不需要思考多少問題，學(xué) ANSYS真正難得是將一個(gè)實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)ANSYS能夠解決且容易解決的問 題。這才是學(xué)習(xí)ANSYS所需要解決的一個(gè)核心問題，可以說其他一切問題都是圍 繞它而展開的。對于初學(xué)者而言，注重的是ANSYS的實(shí)際操作，而提高“將一個(gè) 實(shí)際問題轉(zhuǎn)化成一個(gè)ANSYS能夠解決且容易解決的問題” 的能力是一直所忽視 的，這可能是造成許多人花了很多時(shí)間學(xué)ANSYS，而實(shí)際應(yīng)用能力卻很難提高的 一個(gè)重要原因。

五.熟悉GUI操作之后再來使用命令流 ANSYS一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)是可以使用參數(shù)化的命令流，因而，學(xué)ANSYS最終應(yīng)非常 熟練的使用命令流，一方面，可以大大提高解決問題的效率；另一方面，只有熟 悉命令流之后，才會更方便的與人交流問題。老師一開始講授ANSYS時(shí)往往把ANSYS吹得天昏地暗，其中一條必定是夸 ANSYS的命令流是如何的方便，并且拿GUI與命令流大加對比一番。問題也確實(shí) 如此，但對那些積極性相當(dāng)高且有點(diǎn)好高騖遠(yuǎn)的同學(xué)可能就會產(chǎn)生誤導(dǎo)：最終是 要掌握命令流，學(xué)了GUI還去學(xué)命令流多麻煩諾，干脆直接學(xué)命令流算了，不是 可以省很多事嗎？如將這種想法付諸于實(shí)踐的話往往是適得其反，不僅掌握命令 流的效率底，而且GUI又不熟悉，結(jié)果使用ANSYS處理問題來就有點(diǎn)無所適從，兩頭用得都不爽。因此，初學(xué)者容易一心想著使用命令流，忽視對GUI操作的練習(xí)，難以認(rèn)識到命令流與GUI的聯(lián)系：沒有對GUI的熟練操作要掌握好命令流是很 難的，或者代價(jià)是很高的。中國直接去學(xué)命令流之所以難，一個(gè)是命令太多，不易知道那些命令是常用的，那些 是不常用的，我們只要掌握最常用的就足夠了，而如果GUI使用得多的話，就會 很清楚那些命令是常用的（實(shí)現(xiàn)的目的一樣），以后掌握命令流就有了針對性； 另一個(gè)是一個(gè)命令的參數(shù)太多，同一個(gè)命令，通過參數(shù)的變化可以對應(yīng)不同的 GUI操作，事先頭腦里沒有GUI印象的話，對參數(shù)的變化可能就沒有很多的體會，難以加深對參數(shù)的理解。因此，建議初學(xué)者不用管命令，踏踏實(shí)實(shí)的熟悉GUI操 作，當(dāng)GUI操作達(dá)到一定程度后，再去掌握命令流就是一件很容易的事情，當(dāng)然 也需要大量的練習(xí)。實(shí)際上，大多數(shù)使用者而言，基本上是將GUI操作與命令流 結(jié)合起來使用，沒有人會完全用命令流解決問題的，因?yàn)闆]有必要去記那么多命 令，有些操作GUI用起來更加直觀方便。一般而言，前處理熟悉使用命令流比較 方便，求解控制里面使用GUI比較好。

此外，還有一點(diǎn)初學(xué)者也需注意，一開始學(xué)ANSYS主要是熟悉ANSYS軟件，掌握 處理問題的一般方法，不是用它來解決很復(fù)雜的問題來體現(xiàn)你的能力有多強(qiáng)，一 心只想著找有難度的問題來著，往往容易被問題掛死在一棵樹上而失去了整片森 林。因此，最好多找些容易點(diǎn)的，涉及到不同類型問題的題來做練習(xí)。

第五篇：《儀器分析》仿真實(shí)驗(yàn)

儀器分析實(shí)驗(yàn)仿真實(shí)驗(yàn)

紫外分光光度計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)概述：

在分之中，除了電子相對于原子核的運(yùn)動之外，還有原子核之間振動和轉(zhuǎn)動引起的相對位移。這三種運(yùn)功能量都是量子化的，對應(yīng)有一定的能級。分子的能量是這三種能量的總和。當(dāng)用一定頻率（波長）的電磁波（光）照射分子，其能量恰好等于分子的兩個(gè)能級差時(shí)，則分子就會吸收光的能量而由較低的能級躍遷到較高的能級，同時(shí)光的強(qiáng)度（能量）變小。吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL 根據(jù)這一關(guān)系可以用工作曲線法來測定未知溶液中吸光物質(zhì)的濃度。

二、實(shí)驗(yàn)裝置：

儀器調(diào)節(jié)面板：

本實(shí)驗(yàn)仿真的設(shè)備是UV-754C紫外可見光風(fēng)光光度計(jì)，它具有鹵鎢燈（30W）、氘燈（2.5A）兩種光源，分別適用于360～850nm和200～360nm波段，采用平面光柵作色散元件，GD33光電管作接受器。

三、實(shí)驗(yàn)操作： 第一步：選取實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)擊主菜單上的“實(shí)驗(yàn)選取”，會出現(xiàn)如下的對話框：

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中你要做的實(shí)驗(yàn)，此文件名會出現(xiàn)在對話框的“文件名”一欄的文本框中，在此實(shí)驗(yàn)文件上面雙擊左鍵或者點(diǎn)擊“打開”按鈕打開實(shí)驗(yàn)文件。

第二步：打開電源、預(yù)熱

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊紫外分光光度計(jì)上的暗箱蓋，暗箱蓋會自動打開，如下圖所示：

１

然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊儀器右下角的紅色電源開關(guān)接通電源，這是儀器調(diào)節(jié)面板會自動顯示，并進(jìn)入開機(jī)自檢狀態(tài),此狀態(tài)大約持續(xù)10秒左右,在這段時(shí)間里計(jì)算機(jī)出現(xiàn)停滯現(xiàn)象是正常的.隨后計(jì)算機(jī)進(jìn)入預(yù)熱期, 時(shí)間大約為1分鐘（真實(shí)儀器為20分鐘）。預(yù)熱結(jié)束時(shí)會聽見蜂鳴聲,并且會看見預(yù)熱按鈕上方的燈熄滅此時(shí)儀器就進(jìn)入工作狀態(tài)了。

關(guān)狀態(tài)：

開狀態(tài)：

第三步：配置試液

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊主菜單中的“配置試液”按鈕，出現(xiàn)配置試液窗口：

２

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊下面5個(gè)容量瓶，選擇每個(gè)容量瓶要加入的蒽醌標(biāo)準(zhǔn)溶液量，系統(tǒng)會自動稀釋到刻度線：

5個(gè)容量瓶的溶液都配置好以后，點(diǎn)擊窗口右下角的箭頭進(jìn)入下一步。

第四步：確定吸收波長

點(diǎn)擊試液配置窗口右下角的箭頭后，系統(tǒng)會顯示如下窗口，自動測量完成了吸收光譜圖: ３

點(diǎn)擊文字中的“吸光度——波長曲線”到吸收光譜圖窗口，再點(diǎn)擊“繪制吸收光譜”按鈕就可以看到蒽醌的紫外吸收光譜圖：

記錄下最大的吸收波長，關(guān)閉此窗口，然后進(jìn)行下一步

第五步：調(diào)節(jié)吸收波長

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊紫外分光光度計(jì)上的波長調(diào)節(jié)位置，出現(xiàn)波長調(diào)節(jié)窗口，用鼠標(biāo)左鍵或者右鍵點(diǎn)擊波長調(diào)節(jié)旋鈕來增大或者減小波長到剛才記錄的最大波長。

４

第六步：儀器調(diào)節(jié)面板

點(diǎn)擊調(diào)出儀器調(diào)節(jié)面板

點(diǎn)擊按鈕打開氘燈，依次點(diǎn)擊、、按鈕關(guān)閉鎢燈，點(diǎn)擊到T，然后按下 按鈕，等待數(shù)字顯示平穩(wěn)后，點(diǎn)擊到A。

調(diào)節(jié)完成后的面板如下圖：

５

第七步：將樣品裝入吸收池架

點(diǎn)擊主界面上的吸收池架調(diào)出吸收池畫面：

吸收池架有四個(gè)位置，在測量時(shí)分別對應(yīng)儀器調(diào)節(jié)面板的上的“參考”、“1#”、“2#”、“3#”四個(gè)指示位置。把鼠標(biāo)停留在上面6個(gè)容量瓶上，下面會顯示相應(yīng)的說明。點(diǎn)擊每個(gè)位置選擇要加入的溶液：

加入溶液后，窗口右下角會出現(xiàn)箭頭提示放入暗箱，點(diǎn)擊系統(tǒng)會將吸收池架自動放入。

第八步：測量

點(diǎn)擊調(diào)出儀器調(diào)節(jié)面板以便讀取吸光度數(shù)據(jù)，然后前后拉動拉桿將不同的溶液放進(jìn)光路中，從儀器調(diào)節(jié)面板上讀取吸光度數(shù)據(jù)，系統(tǒng)會自動記錄。

６

按照以上方法把六組數(shù)據(jù)測試完畢。

第八步：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

六組數(shù)據(jù)測試完畢后，點(diǎn)記主菜單上的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”按鈕，調(diào)出數(shù)據(jù)處理窗口，在工作曲線頁點(diǎn)擊“繪制工作去先”按鈕，系統(tǒng)會自動繪制工作曲線，并根據(jù)工作曲線給出待測溶液的濃度。

如果計(jì)算機(jī)安裝了打印機(jī)，可以點(diǎn)擊右上角“打印報(bào)表”按鈕打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

第十步：實(shí)驗(yàn)完畢

取出暗箱中的吸收池，關(guān)閉暗箱，關(guān)閉電源。然后清洗吸收池、整理現(xiàn)場。

７

原子吸收分光光度計(jì)仿真實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)概述：

原子吸收分光光度分析法又稱原子吸收光譜分析法，是根據(jù)物質(zhì)產(chǎn)生的原子蒸氣對特定波長的光的吸收作用來進(jìn)行定量分析的。

與原子發(fā)射光譜相反，元素的基態(tài)原子可以吸收與其發(fā)射波長相同的特征譜線。當(dāng)光源發(fā)射的某一特征波長的光通過原子蒸氣時(shí)，原子中的外層電子將選擇性地吸收該元素所能發(fā)射的特征波長的譜線，這時(shí)，透過原子蒸氣的入射光將減弱，其減弱的程度與蒸氣中該元素的濃度成正比，吸光度符合吸收定律：

A=lg（I0/I）=KcL

根據(jù)這一關(guān)系可以用工作曲線法或標(biāo)準(zhǔn)加入法來測定未知溶液中某元素的含量。

在火焰原子吸收光譜分析中，分析方法的靈敏度、準(zhǔn)確度、干擾情況和分析過程是否簡便快速等，除與所用儀器有關(guān)外，在很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)條件。因此最佳實(shí)驗(yàn)條件的選擇是個(gè)重要的問題。本實(shí)驗(yàn)在對鈉元素測定時(shí)，分別對燈電流、狹縫寬度、燃燒器高度、燃?xì)夂椭細(xì)饬髁勘龋ㄖ急龋┑纫蛩剡M(jìn)行選擇。

二、實(shí)驗(yàn)裝置：

本實(shí)驗(yàn)仿真的設(shè)備是AA320型原子吸收分光光度計(jì)，主要設(shè)備參數(shù)如下： 波長范圍：190.0~900.0 nm 光柵刻線：1200 條/mm 閃躍波長：250 nm 線色散倒數(shù)：2.38 nm/mm 狹縫寬度1~6檔對應(yīng)的nm數(shù)分別為：0.2，0.4，0.7，1.4，2.4，5.0 ８

原子吸收分光光度計(jì)的放大圖：

三、實(shí)驗(yàn)操作： 第一步：選取實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)擊主菜單上的“試驗(yàn)選取”，會出現(xiàn)如下的對話框：

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中你要做的實(shí)驗(yàn)，此文件名會出現(xiàn)在對話框的“文件名”一欄的文本框 中，在此實(shí)驗(yàn)文件上面雙擊左鍵或者點(diǎn)擊“打開”按鈕打開實(shí)驗(yàn)文件。

選取實(shí)驗(yàn)后回到實(shí)驗(yàn)主界面，窗口上面的標(biāo)題欄會顯示實(shí)驗(yàn)名稱+實(shí)驗(yàn)文件名稱。第二步：打開電源

在主界面上用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)，會出現(xiàn)原子吸收分光放大圖，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊右下角的總電源開關(guān)打開電源。

９

第三步：打開空氣壓縮機(jī)電源開關(guān)

打開原子吸收分光光度計(jì)的總電源開關(guān)后，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊窗口右下角的“返回”按鈕回到主界面，然后點(diǎn)擊空氣壓縮機(jī)，會出現(xiàn)空氣壓縮機(jī)窗口，如圖所示：用鼠標(biāo)點(diǎn)擊空氣壓縮機(jī)電源開關(guān)打開電源，電源上面的指示燈會亮起來。

打開電源開關(guān)后，關(guān)閉空氣壓縮機(jī)的窗口回到主界面。

第四步：選擇陰極燈 回到主界面后，點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)出現(xiàn)原子吸收分光光度計(jì)放大圖，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊左上的陰極燈箱，會出現(xiàn)陰極燈窗口。

１０

做實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)待測元素的不同選擇相應(yīng)的元素?zé)簟Ｓ檬髽?biāo)左鍵點(diǎn)擊左上角的陰極燈的種類，會出現(xiàn)陰極燈選擇畫面：

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊要選的陰極燈，然后點(diǎn)擊陰極燈電源開關(guān)接通電源，燈被點(diǎn)亮。關(guān)閉此窗口回到原子吸收分光光度計(jì)畫面，然后進(jìn)行下一步。

１１

第五步：粗調(diào)節(jié)陰極的燈電流

點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)上的陰極燈電流指示位置，會出現(xiàn)陰極燈電流調(diào)節(jié)窗口：

在調(diào)節(jié)旋鈕上點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵增大電流，點(diǎn)擊右鍵減小電流。根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，調(diào)節(jié)電流再8~11mA之間。然后關(guān)閉電流表調(diào)節(jié)窗口，回到原子吸收分光光度計(jì)畫面。

第六步：波長掃描

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)右下的波長掃描按鈕，左邊白色的按鈕是在一定范圍內(nèi)自動從大到小掃描，灰色按鈕是在一定范圍內(nèi)自動從小到大掃描，系統(tǒng)會自動掃描找到最合適的波長。

第七步：調(diào)節(jié)多功能面板

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)右上的多功能面板，出現(xiàn)多功能面板的放大圖。

１２

多功能面板上的調(diào)節(jié)旋鈕用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)擊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。調(diào)節(jié)“方式”到“調(diào)整”檔，然后關(guān)閉多功能面板窗口回到原子吸收分光光度計(jì)畫面。

第八步：調(diào)節(jié)陰極燈位置

用鼠標(biāo)步左鍵點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)右下的能量表，會出現(xiàn)能量表的放大圖，用鼠標(biāo)點(diǎn)中能量表窗口的藍(lán)色標(biāo)題欄，然后按住左鍵移動鼠標(biāo)，窗口就會跟隨鼠標(biāo)的軌跡移動，按照此方法把能量表窗口移動到屏幕靠邊上的位置。然后用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)的陰極燈箱，出現(xiàn)陰極燈調(diào)節(jié)窗口。此時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)窗口的位置，使得在調(diào)節(jié)陰極燈位置的時(shí)候可以看到能量儀表。

１３

分別在垂直和水平方向上調(diào)節(jié)陰極燈的位置，使得獲得的能量最大，調(diào)節(jié)的時(shí)候一定要反復(fù)多試幾次，如果在最大點(diǎn)位置附近移動一兩下不好調(diào)準(zhǔn)，可以先移動到最大點(diǎn)位置比較遠(yuǎn)的地方再向回調(diào)，如此反復(fù)幾次，找準(zhǔn)最大能量的位置。如果調(diào)整到最大能量后能量表指針偏出了紅色區(qū)域，可以用增益旋鈕調(diào)節(jié)使指針回到紅色范圍。調(diào)節(jié)好以后，關(guān)閉陰極燈窗口。不要關(guān)閉能量表窗口。

第九步：微調(diào)波長

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)的波長微調(diào)旋鈕，左鍵增加，右鍵減小，使獲得最大的能量輸出。如果調(diào)整到最大能量后能量表指針偏出了紅色區(qū)域，可以用增益旋鈕調(diào)節(jié)使指針回到紅色范圍。不要關(guān)閉能量儀表，進(jìn)入下一步。

第十步：調(diào)節(jié)狹縫寬度

點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)右上的多功能面板，調(diào)整多功能面板窗口和能量窗口的位置，使得再多功能面板上操作的時(shí)候能夠看見能量窗口。

１４

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊狹縫調(diào)節(jié)旋鈕，左鍵點(diǎn)擊逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，右鍵點(diǎn)擊順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，調(diào)節(jié)需要的狹縫寬度，一般情況下狹縫越小，能量越小，太小的能量不利于測定，狹縫越大，能量越大，但是可能會引起光譜通帶的增加而產(chǎn)生其他共振線的吸收而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此狹縫的寬度要根據(jù)具體實(shí)驗(yàn)來定。選擇好狹縫寬度后，如果能量表的指針偏出紅色區(qū)域，可以用增益旋鈕調(diào)節(jié)使指針回到紅色范圍。調(diào)節(jié)好以后，關(guān)閉多功能面板和能量表，然后在原子吸收分光光度計(jì)畫面上點(diǎn)擊右下角的“返回”按鈕返回到主界面。

第十一步：打開乙炔鋼瓶

在主界面上點(diǎn)擊乙炔鋼瓶，會出現(xiàn)乙炔鋼瓶的放大窗口。

先打開乙炔總閥，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊乙炔總閥，總閥會自動打開，再次用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊后自動關(guān)閉。然后調(diào)節(jié)乙炔支閥，左鍵點(diǎn)擊增加開度，右鍵點(diǎn)擊減小開度，調(diào)節(jié)支壓力表的壓力到足夠大。在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，如果支閥壓力太小，可能造成火焰無法點(diǎn)燃，建議壓力不小于0.15Mpa。調(diào)節(jié)完成后，關(guān)閉乙炔鋼瓶窗口，回到主界面。

第十二步：接通氣路、點(diǎn)火

在主界面上點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)，出現(xiàn)原子吸收分光光度計(jì)放大圖。用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)中間下部的氣路開關(guān)部分，出現(xiàn)氣路開關(guān)放大的窗口，從左到右依次點(diǎn)擊打開各個(gè)開關(guān)，然后關(guān)閉窗口。

１５

打開氣路開關(guān)以后，關(guān)閉氣路開關(guān)窗口回到原子吸收分光光度計(jì)畫面，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住點(diǎn)按鈕幾秒鐘，火焰即被點(diǎn)燃。

注：真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，點(diǎn)火前要先進(jìn)行室內(nèi)排風(fēng)，本實(shí)驗(yàn)忽略了這一環(huán)節(jié)。

第十二步：調(diào)零

打開原子吸收分光光度計(jì)右上的多功能面板，點(diǎn)擊“方式”旋鈕使調(diào)整到“吸光度”位置后，關(guān)閉多功能面板。點(diǎn)擊主窗體左邊的菜單中的“溶液選取”按鈕或者右下角的溶液燒杯選取溶液

點(diǎn)擊“溶液選取”框內(nèi)的下拉條，選取“空白樣液”，然后點(diǎn)擊窗口下部的“選取”按鈕，系統(tǒng)會將所選的溶液自動噴入霧化器。

１６

點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)右下的調(diào)零按鈕進(jìn)行調(diào)零，左右兩個(gè)鍵功能相同。

第十三步：調(diào)節(jié)燃燒器位置

任意選取一份在線性范圍的標(biāo)準(zhǔn)對比樣液

點(diǎn)擊“選取”按鈕自動噴入霧花器后，儀器會現(xiàn)實(shí)一定的吸光度值，此時(shí)點(diǎn)擊原子分光光度計(jì)中下部的燃燒器位置調(diào)節(jié)旋鈕，兩個(gè)旋鈕中上面的是調(diào)垂直位置，左鍵點(diǎn)擊燃燒器向下移動，右鍵點(diǎn)擊向上移動，下面的旋鈕是調(diào)水平位置，左鍵點(diǎn)擊向右移動，右鍵點(diǎn)擊向左移動，調(diào)整的同時(shí)密切注意吸光度的變化，找到吸光度最大的位置。

１７

第十四步：微調(diào)陰極燈電流

同時(shí)打開能量表和陰極燈電流表，調(diào)整兩個(gè)窗口的位置，使得在調(diào)節(jié)電流表的時(shí)候可以看到能量表和吸光度值

微調(diào)陰極燈電流的原則是：在保證有足夠且穩(wěn)定的光強(qiáng)輸出條件下，選擇低的工作電流，沒有特別的數(shù)量限制，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求而定，一般是先選定大致的測量條件，然后選定一個(gè)大致的燈電流的范圍，然后噴入標(biāo)準(zhǔn)溶液，在選定的燈電流范圍內(nèi)每隔1~2mA測量一次，計(jì)算 １８

平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，并繪制吸光度與燈電流的關(guān)系曲線，選取靈敏度高、穩(wěn)定性好的條件為工作條件。對于本實(shí)驗(yàn)，10mA為最佳值，省略了選擇的過程。如果調(diào)整電流后能量表指針偏出了紅色區(qū)域，可以用增益旋鈕調(diào)節(jié)使指針回到紅色范圍。調(diào)節(jié)好以后，關(guān)閉能量表和陰極燈電流表。

注：在實(shí)驗(yàn)中調(diào)節(jié)陰極燈的電壓、電流以及能量增益按鈕都可以改變能量輸出值的大小；實(shí)際上，在新式的陰極燈中，一般沒有電壓調(diào)節(jié)鈕，它的能量增益鈕能自動控制電壓。

第十三步：調(diào)節(jié)空氣和乙炔的流量

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊原子吸收分光光度計(jì)左下的空氣和乙炔流量調(diào)節(jié)位置出現(xiàn)空氣和乙炔的流量調(diào)節(jié)窗口，調(diào)整窗口位置，使得在調(diào)節(jié)空氣和乙炔流量的時(shí)候可以看到吸光度數(shù)值，左邊的轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示空氣的流量，右邊的轉(zhuǎn)子流量計(jì)指示乙炔的流量，左邊的旋鈕調(diào)節(jié)空氣的流量，右邊的旋鈕調(diào)節(jié)乙炔的流量。首先固定空氣流量（具體值由實(shí)驗(yàn)確定），改變乙炔流量，使當(dāng)前液指示吸光度最大。接著固定乙炔流量，改變空氣流量，使當(dāng)前液指示吸光度最大。

第十四步：樣品測試和數(shù)據(jù)記錄

前面已經(jīng)把儀器調(diào)節(jié)好，不要在改變實(shí)驗(yàn)條件，打開多功能面板，把“信號”旋鈕轉(zhuǎn)到“積分”位置（由于吸光度的值一直在變化，旋轉(zhuǎn)“信號”旋鈕到“信號積分”位置，這可使變化速率變慢）。點(diǎn)擊左邊菜單的“溶液選取”或者燒杯選擇溶液，依次測量各標(biāo)準(zhǔn)溶液和未知溶液，且在每次測試前都要用空白樣液校零。每測量一種溶液后，要記錄數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊左邊菜單的“試驗(yàn)數(shù)據(jù)”按鈕打開數(shù)據(jù)記錄窗口，按照所列的項(xiàng)目依次讀取數(shù)據(jù)并寫入數(shù)據(jù)，然 １９

后點(diǎn)即“取消”按鈕關(guān)閉記錄窗口。

測量并記錄完最后一組數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊數(shù)據(jù)記錄窗口上的“試驗(yàn)報(bào)告”按鈕進(jìn)入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理。

第十五步：數(shù)據(jù)處理

記錄完最后一組數(shù)據(jù)后，點(diǎn)擊“試驗(yàn)報(bào)告”按鈕，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告界面：

２０

此時(shí)就可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定待測元素的濃度。如果計(jì)算機(jī)安裝了打印機(jī)，可以點(diǎn)擊右上角“打印報(bào)表”按鈕打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

第十六步：實(shí)驗(yàn)完畢

實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，吸入去離子水2~3min，先關(guān)乙炔，再關(guān)空氣。

關(guān)閉燈電源開關(guān)及總電源開關(guān)，將儀器上各旋鈕轉(zhuǎn)至零位，最后關(guān)閉通風(fēng)裝置電源。

２１

氣相色譜仿真實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)概述：

實(shí)現(xiàn)色譜分離的先決條件是必須具備固定相和流動相。固定相可以是一種固體吸附劑，或?yàn)橥繚n于惰性載體表面上的液態(tài)薄膜，此液膜可稱作固定液。流動相可以是具有惰性的氣體、液體或超臨界流體，其應(yīng)與固定相和被分離的組分無特殊相互作用（若流動相為液體或超臨界流體可與被分離的組分存在相互作用）。

色譜分離能夠?qū)崿F(xiàn)的內(nèi)因是由于固定相與被分離的各組分發(fā)生的吸附（或分配）系數(shù)的差別，其微觀解釋就是分子間的相互作用力（取向力、誘導(dǎo)力、色散力、氫鍵力、絡(luò)合作用力）的差別。

實(shí)現(xiàn)色譜分離的外因是由于流動相的不斷流動。由于流動相的流動使被分離的組分與固定相發(fā)生反復(fù)多次（達(dá)幾百、幾千次）的吸附（或溶解）、解吸（或揮發(fā)）過程，這樣就使那些在同一固定相上吸附（或分配）系數(shù)只有微小差別的組分，在固定相上的移動速度產(chǎn)生了很大的差別，從而達(dá)到了各個(gè)組分的完全分離。

二、實(shí)驗(yàn)裝置：

本實(shí)驗(yàn)仿真的設(shè)備是GC102型氣相色譜儀，該產(chǎn)品為實(shí)驗(yàn)室用的填充相氣相色譜儀，具有熱導(dǎo)、氫焰二種檢測器，定溫控制恒溫槽及氣流控制裝置。主要設(shè)備參數(shù)如下： 檢測器靈敏度：熱導(dǎo)池：S≥1000mVml/mg；載氣H2樣品C6H6

－氫焰：Mt≤1×1010g/sec；載氣N2樣品C6H6

檢測器穩(wěn)定性：基線漂移：≤0.05mV/h 層析柱恒溫室：室溫＋40℃－300℃ 恒溫精度：±0.3℃

２２

有效區(qū)最大溫差：2℃ 氣化室：最高400℃

氣相色譜儀各部分介紹：

三、實(shí)驗(yàn)操作： 第一步：選取實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)擊主菜單上的“實(shí)驗(yàn)選取”，會出現(xiàn)如下的對話框：

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中你要做的實(shí)驗(yàn)，此文件名會出現(xiàn)在對話框的“文件名”一欄的文本框 中，在此實(shí)驗(yàn)文件上面雙擊左鍵或者點(diǎn)擊“打開”按鈕打開實(shí)驗(yàn)文件。

選取實(shí)驗(yàn)后回到實(shí)驗(yàn)主界面，窗口上面的標(biāo)題欄會顯示實(shí)驗(yàn)名稱+實(shí)驗(yàn)文件名稱。

第二步：確認(rèn)操作條件

點(diǎn)擊主菜單上的“操作條件”，會出現(xiàn)如下的操作條件列表：

２３

在實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過程中，請以此列表內(nèi)的條件為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則不能正確輸出色譜峰。

第三步：開載氣

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊實(shí)驗(yàn)主界面上三個(gè)氣體鋼瓶中的載氣鋼瓶，出現(xiàn)鋼瓶的調(diào)節(jié)閥畫面：

當(dāng)閥關(guān)閉時(shí)，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊打開，當(dāng)閥打開時(shí)，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊關(guān)閉。打開總閥和減壓閥，注意開關(guān)閥門的順序。

第四步：檢查柱前壓力

點(diǎn)擊氣相色譜儀上的柱前壓力表，查看柱前壓力是否符合操作條件。

２４

注意：在仿真實(shí)驗(yàn)中，柱前壓力都默認(rèn)是正確值，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)驗(yàn)的具體要求用鋼瓶的減壓閥調(diào)節(jié)柱前壓力。

第五步：調(diào)節(jié)載氣流量

點(diǎn)擊氣相色譜儀上的流量調(diào)節(jié)部分，會出現(xiàn)流量調(diào)節(jié)器和皂膜流量計(jì)。

一般氣相色譜儀的流量調(diào)節(jié)部分都有三個(gè)調(diào)節(jié)器，分別控制載氣、氫氣、空氣（后兩者用于FID檢測氣），但是轉(zhuǎn)子流量計(jì)的指示都不是很準(zhǔn)確，因此都要加一個(gè)皂膜流量計(jì)來進(jìn)行精確的測定。界面上的三個(gè)流量調(diào)節(jié)旋鈕，左鍵點(diǎn)擊增加流量，右鍵點(diǎn)擊減小流量，調(diào)節(jié)到一定開度后，轉(zhuǎn)子流量計(jì)中的轉(zhuǎn)子上升到了一定的高度，此時(shí)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊皂膜流量計(jì)的橡皮頭，產(chǎn)生一個(gè)皂膜，被載氣推動由下向上運(yùn)動，記錄皂膜通過一定體積的時(shí)間就可以求出載氣的流量，載氣的精確流量在上面自動計(jì)算顯示出來。在仿真實(shí)驗(yàn)中，為了簡便，用皂膜流量計(jì)測量過一次以后，以后再調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)旋鈕時(shí)，精確流量就會自動顯示，不用反復(fù)測量，在真實(shí)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，是每次都重新測量的。

調(diào)節(jié)載氣流量到實(shí)驗(yàn)操作條件要求的數(shù)值，然后進(jìn)行下一步。

第六步：打開電源

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊打開氣相色譜儀上的電源開關(guān)。

關(guān)的狀態(tài)：

開的狀態(tài)：

第七步：調(diào)節(jié)溫度

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊氣相色譜儀的溫度調(diào)節(jié)步部分，出現(xiàn)溫度調(diào)節(jié)詳細(xì)畫面。

２５

調(diào)節(jié)溫度時(shí)，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊相應(yīng)數(shù)字位上的“+”或者“—”，該數(shù)字位就會加1或者減1。按照實(shí)驗(yàn)操作條件要求分別調(diào)節(jié)柱室（柱溫）、進(jìn)樣器（氣化室溫）、離子室（離子室溫）的溫度，注意：柱室的溫度是X1的，而進(jìn)樣器和離子室的溫度是X10的。

第八步：調(diào)節(jié)TCD參數(shù)（如果用FID檢測器，此步應(yīng)該調(diào)節(jié)FID參數(shù)）

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊氣相色譜儀上的TCD調(diào)節(jié)面版。

首先用鼠標(biāo)點(diǎn)擊電源開關(guān)接通電源，指示燈亮。然后根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求選擇橋電流和衰減比。如果電流表指示的電流稍有偏差，可以用“電流微調(diào)”旋鈕調(diào)節(jié)。“零調(diào)”旋鈕可以用來調(diào)節(jié)記錄筆在記錄紙上的位置，粗調(diào)位置變化大，細(xì)調(diào)位置變化小。然后點(diǎn)擊落筆開始走基線。

調(diào)節(jié)好各項(xiàng)參數(shù)，基線走平穩(wěn)后，可以進(jìn)行下一步——“進(jìn)樣”。

注意：對于使用FID檢測器的實(shí)驗(yàn)，此步應(yīng)該調(diào)節(jié)FID參數(shù)，如下圖：

２６

然后還要開氫氣、壓縮空氣（助燃?xì)猓c(diǎn)火等步驟。

第九步：進(jìn)樣

所有的實(shí)驗(yàn)參數(shù)調(diào)節(jié)好之后，點(diǎn)擊主界面上的注射進(jìn)樣器，出現(xiàn)如下對話框：

輸入實(shí)驗(yàn)操作條件規(guī)定的進(jìn)樣量，然后點(diǎn)擊“開始進(jìn)樣”按鈕。系統(tǒng)會自動注射進(jìn)樣，記錄儀開始畫出色譜圖。

當(dāng)色譜峰輸出完成后，會出現(xiàn)如下對話框：

點(diǎn)擊“確定”按鈕關(guān)閉對話框。

第十步：數(shù)據(jù)處理

２７

點(diǎn)擊主界面上的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”按鈕，出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告界面：

根據(jù)得出的保留時(shí)間、峰高、半峰寬等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算分離度等相關(guān)參數(shù)。如果計(jì)算機(jī)安裝了打印機(jī)，可以點(diǎn)擊右上角“打印報(bào)表”按鈕打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

第十一步：實(shí)驗(yàn)完畢

在真實(shí)實(shí)樣當(dāng)中，實(shí)驗(yàn)完畢半小時(shí)后，按開機(jī)步驟反方向關(guān)機(jī)：

1、關(guān)閉記錄儀電源，臺起記錄筆

2、將橋電流關(guān)至最小，關(guān)閉熱導(dǎo)電源和氫火焰離子放大器電源

3、依次將柱室、進(jìn)樣器、離子室的溫度調(diào)節(jié)至常溫

4、關(guān)閉總電源

5、打開柱室，等柱溫接近室溫時(shí)，關(guān)閉載氣。

6、最后清洗進(jìn)樣器。

２８

高效液相色譜仿真實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)概述：

以液體做流動相的色譜稱為液相色譜。人們把已經(jīng)比較成熟的氣相色譜理論應(yīng)用于液相色譜，使液相色譜得到了迅速的發(fā)展。隨著其他科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了新型的高壓輸液泵、高效的固定相和柱填充技術(shù)、高靈敏度的檢測器，加上計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得液相色譜實(shí)現(xiàn)了高效率和高速度。這種分離效率高、分析速度快的液相色譜稱為高效液相色譜（High performance liquid chromatography, HPLC）。

二、實(shí)驗(yàn)裝置：

Agilent(安捷倫)1100系列液相色譜系統(tǒng)簡介：

Agilent1100系列HPLC組件和系統(tǒng)，將Agilent長期的化學(xué)分析經(jīng)驗(yàn)與領(lǐng)先的計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)引入了實(shí)驗(yàn)室。從1996年以來，在全球已經(jīng)安裝了超過130,000臺1100組件和55,000多套化學(xué)工作站數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，成為目前單一型號市場占有率最高的液相色譜系統(tǒng)。

本仿真軟件是模擬用Agilent化學(xué)工作站的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行樣品分析和數(shù)據(jù)采集（色譜圖）的過程。

注：本軟件只是模擬分析的過程和內(nèi)容，并不涉及其原理，所以實(shí)驗(yàn)中的參數(shù)調(diào)節(jié)對結(jié)果并沒有影響，而真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果是隨參數(shù)的變化而變化的，這一點(diǎn)需要特別注意！

實(shí)驗(yàn)主界面：

２９

化學(xué)工作站界面：

三、實(shí)驗(yàn)操作： 第一步：選取實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)擊主菜單上的“實(shí)驗(yàn)選取”，會出現(xiàn)如下的對話框：

用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)中你要做的實(shí)驗(yàn)，此文件名會出現(xiàn)在對話框的“文件名”一欄的文本框 中，在此實(shí)驗(yàn)文件上面雙擊左鍵或者點(diǎn)擊“打開”按鈕打開實(shí)驗(yàn)文件。

３０

第二步：確認(rèn)操作條件

點(diǎn)擊主菜單上的“操作條件”，會出現(xiàn)如下的操作條件列表：

第三步：加入試劑

點(diǎn)擊儀器上的自動進(jìn)樣器部分（當(dāng)鼠標(biāo)移到儀器的各部分時(shí)會出現(xiàn)相應(yīng)的說明），出現(xiàn)如下畫面：

在實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)過程中，請以此列表內(nèi)的條件為準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)節(jié)，否則不能正確輸出色譜峰。

點(diǎn)擊下面的試劑小瓶，會自動放置到自動進(jìn)樣器的托盤中。

完成后，點(diǎn)擊主界面上的電腦啟動化學(xué)工作站。

第四步：編輯方法

擊主界面上的電腦啟動化學(xué)工作站開始編輯方法。

所謂方法就是一個(gè)參數(shù)集，它包括分析一個(gè)樣品所需要的所有的參數(shù)：數(shù)據(jù)采集參數(shù)、數(shù)據(jù)分析參數(shù)和命令行或者宏指令。

點(diǎn)擊菜單“方法→編輯方法”開始編輯方法（注意：此時(shí)不可以改變方法的參數(shù)，可改變的參數(shù)將在下面特別說明）：

３１

然后會出現(xiàn)下面的窗口讓你選擇編輯方法的內(nèi)容：

用鼠標(biāo)點(diǎn)擊復(fù)選框選擇要編輯的方法的內(nèi)容，然后點(diǎn)擊“確定”按鈕開始方法編輯，點(diǎn)擊“取消”按鈕終止方法編輯。

開始方法編輯后，系統(tǒng)會根據(jù)你選擇的內(nèi)容分別依次顯示每一部分的具體內(nèi)容，點(diǎn)擊“確定”按鈕進(jìn)入下一部分，點(diǎn)擊“取消”按鈕終止方法編輯。

完成方法編輯后，系統(tǒng)會回到主操作界面，此時(shí)色譜柱已經(jīng)開始升溫，在圖形界面中會有顯示，如下圖中紅色圓圈標(biāo)示區(qū)域所示：

３２

特別說明：

對于本實(shí)驗(yàn)要改變的參數(shù)，可以點(diǎn)擊化學(xué)工作站軟件界面中央的圖示的進(jìn)樣器、溶劑系統(tǒng)、色譜柱、檢測器等部分，會彈出各部分參數(shù)窗口，此時(shí)可以按照實(shí)驗(yàn)要求的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)（實(shí)驗(yàn)參數(shù)可以點(diǎn)擊主界面上左邊菜單中的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”按鈕察看）。進(jìn)樣器：

溶劑系統(tǒng)：

３３

色譜柱：

檢測器：

編輯方法完成后，在啟動系統(tǒng)之前，請返回液相色譜儀，打開二元泵系統(tǒng)，調(diào)節(jié)Purge閥，觀察使回路無汽泡。

第五步：調(diào)節(jié)Purge閥

點(diǎn)擊儀器上的二元泵系統(tǒng)部分（當(dāng)鼠標(biāo)移到儀器的各部分時(shí)會出現(xiàn)相應(yīng)的說明），出現(xiàn)如下畫面：

３４

圖中藍(lán)色方框部分就是Purge閥，此時(shí)是關(guān)閉的，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊藍(lán)色方框部分，會出現(xiàn)Purge閥的放大畫面，然后點(diǎn)擊Purge閥會自動逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)打開Purge閥。

打開Purge閥后，右邊的試劑瓶的導(dǎo)管當(dāng)中會有氣泡流出，待沒有氣泡再流出之后，再次點(diǎn)擊Purge閥會自動逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)關(guān)閉Purge閥。然后進(jìn)行下一步“啟動系統(tǒng)”。

第六步：啟動系統(tǒng)

完成方法編輯后，點(diǎn)擊菜單“設(shè)備→系統(tǒng)開”或者圖中紅色圓圈指示的按鈕“開啟系統(tǒng)”:

３５

啟動系統(tǒng)后，在圖形界面中會有顯示，如下圖中紅色圓圈標(biāo)示區(qū)域所示：

同時(shí)在色譜峰顯示區(qū)域開始走基線，開始的時(shí)候系統(tǒng)不穩(wěn)定，基線變化很厲害，等到基線走平穩(wěn)表示系統(tǒng)穩(wěn)定后，可以開始進(jìn)樣運(yùn)行方法。

第七步：進(jìn)樣、運(yùn)行方法

等到狀態(tài)指示欄顯示“Ready”后，表明系統(tǒng)已經(jīng)準(zhǔn)備完畢。點(diǎn)擊菜單“運(yùn)行控制→運(yùn)行方法”開始進(jìn)樣和分析，或者點(diǎn)擊圖中紅色圓圈所指示的“Start”按鈕或者按“F5”鍵：

３６

開始進(jìn)樣后，在圖形界面中會有顯示，如下圖中紅色圓圈標(biāo)示區(qū)域所示：

３７

待色譜圖出完后，樣品分析完畢。

第八步：完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

樣品分析完成后，點(diǎn)擊化學(xué)工作站界面上的紅色方框部分，或者點(diǎn)擊主界面左邊菜單中的“實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)”調(diào)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

３８

根據(jù)得出的保留時(shí)間、峰高、半峰寬等實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算分離度等相關(guān)參數(shù)。如果計(jì)算機(jī)安裝了打印機(jī)，可以點(diǎn)擊右上角“打印報(bào)表”按鈕打印實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

３９