单元的选取及材料参数的确定参考ANSYS中可供2D静态磁场分析的磁场单元，采用8节点单元更能准确反映单元形状，另外也使划分网格更容易成功，因此计算中采用8节点单元PLANE53（如-4），并将单元的轴对称属性设置项打开<5>。

　　ANSYS2D静态磁场单元类型图密封装置采用的永久磁铁材料为钕铁硼，有限元计算按此材料属性考虑，其剩余磁感应强度Rr=1.16T，矫顽磁力Hc=8.76105A/m，相对磁导率r=1.05.磁极和转轴材料，为10号低碳钢，相对磁导率为B-H曲线<6>。本文采用的纳米磁性流体为煤油基Fe3O4纳米磁性流体，饱和磁化强度为2.6563104A/m，饱和磁化时相对磁导率接近1，有限元计算时将纳米磁性流体与空气的相对磁导率均取作1.2单元网格划分确定网格划分时，在磁极齿槽及其对应转轴部位采用映射四边形网格划分，网格边长大小分别为0.1mm、0.05mm、0.025mm，在除磁极齿槽部位以外的其它部位采用三角形智能网格划分，智能网格的精度由精到粗分别取3级、4级、5级、6级，计算相同点的磁感应强度B结果对比见。可以看出，同一个计算点在智能网格的精度相同、网格边长分别为0.05mm和0.025mm时磁感应强度基本相等，则网格边长取0.05mm能满足精度要求；对于单元边长相同，采取不同级别的智能网格划分精度时，计算的磁感应强度差别很小，尤其是3级与4级时相差很小，取4级即可。

　　边界条件处理对于磁性流体密封装置的有限元模型，没有外加磁场和周期性边界。由于模型的边界形状复杂，不能使用远场边界条件。有限元计算采用的模型中OA所在边是旋转对称轴，OD所在边是平面对称轴，AB、BC和CD边假设为无限远边界，根据永久磁铁产生的磁场方向和电磁学知识，可以确定OA、AB、BC和CD施加磁力线平行边界，而OD边磁力线垂直。

　　在装置模型中分别计算了1.5倍、2倍、2.5倍、3倍轴径尺寸无限远边界条件下的磁感应强度值，相同点的磁感应强度对比结果如所示。可以看出，当无限远边界取2.5倍轴径尺寸和3倍轴径尺寸时，磁感应强度计算结果已非常接近，因此，采用3倍轴径尺寸作为无限远的边界。

　　无限远边界取不同值各计算点的磁感应强度（T）计算点12341.5倍轴径尺寸1.90171.89571.89131.89052倍轴径尺寸1.90521.90011.89631.89512.5倍轴径尺寸1.91011.90311.90031.90843倍轴径尺寸1.91321.90661.90371.91314算例计算采用的磁极结构如，尺寸分别如为：齿宽b=1.0mm、齿高lh=（D-D0）/2=2.0mm、槽宽ls=3.5mm、间隙lg=0.1mm、倒角=0，ANSYS的设置按上面所述，其它选项按ANSYS的默认值。

　　单元总磁通密度图的极齿局部放大图，从图中可以看出，大部分空气区域的磁通密度很小，磁通密度在磁极和转轴靠近磁极部分磁场较强，周围的空气漏磁较少，极齿两端端部的磁场很强，而极齿两边的齿槽下的磁通密度很小，说明漏磁较少，极齿对磁场起到了聚焦作用。密封间隙中磁通密度的*大值在极齿下，而*小值在齿槽下，其差值反映密封性能。

　　磁极结构简图单元总磁通密度极齿局部放大图磁力线极齿局部放大图是极齿局部磁力线放大图，可以看到大部分磁力线穿过磁极、密封间隙和转轴，而穿过齿槽中的空气的磁力线较少，这说明主要磁回路是通过轴、密封间隙中的纳米磁性流体，磁极和永久磁铁构成的。该计算模型四级密封从下到上依次编号为第1、2、3、4级密封，*大*小磁感应强度。则单个磁极四级密封的总密封压差为：p=MsB=2.65631047.76703=20.6316104（Pa）两个磁极八级密封的总密封压差为：220.6316104=41.2632104（Pa）

　　结论本文通过对磁流体密封结构磁场分布有限元分析计算流程的研究，确定了磁流体密封结构磁场的分布，然后找出密封间隙中每个极齿下的*大磁感应强度和对应槽下*小磁感应强度值，计算它们的差值，并对每级密封的差值进行求和，这个差值直接决定密封能力的大小。可以看出，磁感应强度差逐级减小，密封能力也逐渐减弱。另外，磁通图可以很形象地看出磁场的分布状况，有利对漏磁的控制。