電機冷態工況下的有限元分析

2016-08-23  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

 電機冷態運行時三維有限元分析應力計算結果,圖為電機冷態運行時應力分布,圖為電機熱態運行溫度為115℃時的應力分布。從圖可以看出,解析法與有限元法的計算結果相吻合,電機從冷態逐漸運行到熱態時,永磁體和合金保護套受溫度影響發生膨脹,使過盈量減小,保護套切向應力從909MPa下降到605MPa,但永磁體切向應力卻從-16MPa增加到26MPa。在電機啟動和起初運行時,電機溫度較低,保護套的切向應力更易達到其極限強度,隨著電機溫度逐漸增加,保護套應力逐漸減小。

 在圓柱坐標系下,以各向異性彈性理論對碳纖維保護套不同工況下的應力和位移進行研究。對于碳纖維材料的應變與應力的關系為式中。為碳纖維材料在徑向和切向的彈性模量,為不同方向的泊松比,為徑向和切向應變,為徑向和切向應力。根據平面應力問題,不考慮軸向應變,只考慮徑向應力和應變關系,則平衡方程式。為當永磁體和碳纖維保護套沒有過盈配合時,應力模型可看成單轉子的碳纖維材料,其滿足在碳纖維材料的內外表面處徑向應力為0,即:利用解析法和Ansys Workbench軟件對一單轉子碳纖維材料進行應力計算,模型為轉子內徑為100mm,外徑為200mm的碳纖維圓環,轉速50000r/min。

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