YKSL1700立式电机转子的应力应变仿真研究

基于Pro/Engineer建立了电机转子的虚拟样机模型,进行了电机工作状态下的工况分析,应用NASTRAN软件,用有限元方法进行了电机转子的应力应变有限元仿真,得到了应力、应变、位移等参数值.进行了电机应变测试试验,实验值与仿真结果相符合.根据仿真结果,分析了电机转子的主要破坏形式和危险位置,结果表明现有转子的结构基本满足设计要求,并在此基础上优化转子外径,减小电机振动,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

大型立式电机有限元结构仿真分析

基于Solid Edge建立了某型号大功率电机的实体模型,在MSC.PATRAN环境下,建立了相应的有限元模型,调用MSC.NASTRAN对有限元模型进行了仿真,通过对电机整机的运动学分析、模态分析和静力学分析,得到了电机两端轴承的受力状态以及应力、应变、位移等参数值.根据仿真结果,进行了电机的强度和刚度的校核.结果表明:现有电机的结构基本满足设计要求,同时给出了电机结构的优化方案,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

立式电机定子结构模态的有限元分析

振动模态分析是立式电机优化设计的重要步骤.以YKSL1700电机为例,给出了电机振动模态分析的数学模型,利用NASTRAN有限元软件对模态模型进行了详细的计算和分析,结果表明,现有电机定子结构模态符合要求,并进一步分析出了电机的主要破坏形式和危险位置以及地基联接对电机振动的影响,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

小型航空Wankel发动机转子结构优化仿真

三角转子是小型航空Wankel转子发动机的核心部件,其高速旋转过程中承受着温度、惯性力和燃气爆发压力等复杂载荷耦合作用,更加容易因强度不足发生失效与破坏。针对多重载荷耦合工况下,三角转子应力集中与强度问题,建立发动机热力学模型,获得发动机单循环内燃烧室缸温、缸压以及换热系数变化曲线,计算转子各处热边界条件,分别在机械应力、热应力与热 机械耦合条件下,采用有限元的方法对三角转子进行温度场、应力场与变形量仿真分析,并提出转子腰部圆孔边缘处加工圆角和冷却孔处布置散热片优化方法。仿真结果表明：优化后三角转子最大应力由原来的687.0 MPa下降为403.9 MPa,约为原来的58.79%;转子腰部圆孔边缘应力由577.5 MPa下降为306.1 MPa,降低为原来的53.02%;冷却孔处应力值也由212.6 MPa降至113.2 MPa,约为原来的53.25%。布置散热片后,转子平均温度下降20 K以上,转子腰部圆孔边缘与冷却孔温度下降40 K左右,密封槽尖端变形量由0.21 mm降至0.15 mm,减小27.7%。转子应力场得到改善,变形量减小。     

一种新型结构的内外双转子感应电机

为了提高感应电机的运行性能,研究了一种具有内外双转子的新型结构的感应电机。电机采用励磁电抗较大的特殊铁芯和定子绕组形式。通过分析电机内部的电磁关系,计算了其特殊的磁场分布,推导出电机的数学模型,并对其进行了动态仿真。结果表明,电机具有良好的动态特性,特别是当电机极数较少（例如2极）时,绕组电阻和端部漏抗值都很小,而力能指标却较高。因此,推导出的电磁关系和数学模型适用于新型内外双转子感应节能电机的设计分析。     

大型立式电动机机座有限元模态仿真

应用三维建模系统建立某立式电动机机座的三维模型,根据电动机电磁耦合理论和电动机的实际工作情况,确定模型的载荷和约束。应用Msc.Nastran有限元仿真系统,对该立式电动机机座进行有限元模态仿真,获得前3阶固有频率及其振型等仿真参数,同时,对比分析不同地脚螺栓约束对机座固有频率的影响,揭示电动机振动与机座固定约束之间存在的关系,分析机座变形与应力的分布规律,确定机座在前3阶固有模态振动下的主要危险部位。研究结果表明:机座及其固定螺栓承受最大应力,是最危险的零部件;增强机座固定约束,可改善电动机的振动状况。研究结果可为立式电动机的结构设计与减振降噪提供理论依据。     

立式电机定子的振动特性仿真研究

采用Pro/E软件建立了电机定子虚拟样机模型,导入VisualNastran仿真软件中进行模态仿真研究,得到定子的固有频率和振型,通过模态实验验证了仿真结果.根据仿真结果,分析了定子的危险位置和振型.结果表明现有定子的结构基本满足设计要求,同时给出了定子结构的优化方案,仿真结果对振动实验和定子结构优化具有指导意义.     

托辊轴的有限元分析及结构优化

以带式输送机托辊轴为研究对象,利用ABAQUS有限元软件,对其工作载荷下的力学性能进行了分析,得到了托辊轴的应力应变分布规律.在此基础上,利用结构优化软件,在总体积不变的约束下进行了有参优化和无参优化,结果显示有参优化最大应力降低了22.9％,无参优化最大应力降低了36％.     

卧螺离心机转鼓虚拟样机建模与有限元仿真研究

应用visualNastran有限元仿真软件对卧螺离心机转鼓虚拟样机模型在三种工况下进行应力应变仿真分析,得到了转鼓的应力和径向位移的分布情况,并在此基础上优化转鼓转速,提高离心机分离效果,为离心机转鼓设计提供有价值的理论参考．     

开关磁阻电机滑模变结构控制与仿真

在利用有限元法计算开关磁阻电机磁通、转矩的基础上，根据其特点，提出了开关磁阻电机的滑模变结构控制，并给出了变结构控制的开关函数和控制框图。通过仿真详细地研究了开关磁阻电机的ＰＩ调节器控制、滑模变结构控制的静态和动态的各种特性，并进行了对比。结果表明：开关磁阻电机的滑模变结构控制方法简单，有很好的低速性能、很强的鲁棒性，并有助于降低转速的波动和系统噪音，其控制效果远远优于传统的ＰＩ控制器。     

水箱拉丝机拉丝过程的有限元模拟仿真分析

以初始钢丝生产线为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对水箱拉丝机第一道次拉拔过程进行模拟仿真,研究在拉拔过程中拉拔模锥角、摩擦系数和压下量对拉拔力的影响,并对其轴向应力和径向位移分布特点进行分析。结果表明,随着模锥角的增大,拉拔力呈先减小后增大的趋势,当模锥角为8°时,拉拔力最小;随着摩擦系数、压下量的增大,拉拔力随之增大;在出口处钢丝的外层轴向应力达到最大,由外层向内层轴向应力逐渐减小,钢丝前端应力达到均匀,且钢丝的模拟径向直径小于理论直径。     

机轮轮毂的有限元分析及改进设计

通过对机轮轮毂的有限元分析计算,结合光弹性实验结果,获得了较准确的计算数据,成功地将各种危险载荷作用下轮毂结构的应力应变场直观地展现出来,并在此基础上对轮毂进行了改进设计和减重修型,从而为结构的合理设计提供了可靠的理论依据。     

复合材料加固混凝土桥梁结构有限元模拟

 复合材料胶接修复加固技术具有修复速度快、结构增重少、高效可靠等诸多优点,已成为加固修补混凝土结构的新型技术。采用有限元方法,对比分析了复合材料加固钢筋混凝土桥梁结构前后的力学性能,并研究了复合材料粘贴面积、纤维铺层角度,以及铺层材料及顺序对钢筋混凝土桥梁加固效果的影响。结果表明:与加固前相比,加固后混凝土桥梁内部的应力、应变及最大变形有明显降低,最少可分别降低60%,56%和11%。且复合材料粘贴面积和纤维铺层角度对桥梁的加固效果有显著的影响,而铺层材料及顺序对其加固效果则无明显影响。实验结果显示,最佳加固方案为:全部采用碳纤维复合材料、预浸料带数量为5、纤维铺层角度为[0]₄。该方案加固后桥梁内部的最大应力为81.7 MPa,最大应变为0.27%,最大变形为15.96 mm。     

六武高速公路装配式涵洞结构有限元优化分析

文章通过逐级新增单元的有限元方法,模拟六武高速公路上的装配式涵洞结构分层填土施工过程;通过多方案计算,分析涵洞底板厚度、底板外伸长度以及垫层弹性模茸等因素对装配式涵涧结构内力和应力的影响,得到装配式涵洞结构的优化型式.分析结果表明,有限元施工模拟计算地基、涵洞及填土这一联合体,能较好地反映三者的相互作用和变形协调关系,较客观地揭示涵洞结构内力和涵洞土压力分布规律.     

基于Workbench的注塑机尾板有限元分析与优化设计

建立了DSK300型注塑机尾板在其合模机构中的部分装配体模型,利用Workbench软件针对尾板进行了有限元分析,解决了高压锁模时尾板铰支座应力集中过大的问题,并在有限元分析的基础上进行了拓扑优化设计,使得改进后的尾板最大应力更小、质量更小.     

旋翼刹车试验系统电模拟模型的研究

研究机械惯量式旋翼刹车试验系统的数学模型,在分析机械惯量与电模拟惯量的联系与区别后,探讨旋翼刹车试验系统电模拟的可行性,并用电轴代替机械惯性轴,采用不同方法,从不同角度研究3种旋翼刹车试验系统电模拟的数学模型。最后介绍了旋翼刹车试验系统电模拟惯量的基本原理。     

焊接结构纵向及横向表面裂纹扩展特性有限元数值模拟

基于有限元方法和两对Paris疲劳裂纹扩展公式,考虑裂纹表层对裂纹扩展的阻碍影响,研究拉伸载荷作用下平板表面裂纹和对接接头纵向及横向表面裂纹扩展特性.结果表明:对接接头纵向表面裂纹在裂纹初始扩展阶段迅速向极扁长型发展,最终形状为扁长型;平板表面裂纹与对接接头横向表面裂纹扩展规律相似,在裂纹初始扩展阶段迅速向极近半圆形发展,最终形状为近半圆形;在裂纹扩展过程中,对接接头纵向表面裂纹长度方向上的扩展快于平板表面裂纹和对接接头横向表面裂纹长度方向上的扩展.     

行星齿轮参数有限元分析与优化

文章针对车辆选择性输出双离合自动变速器,为了验证行星齿轮系行星齿轮的具体结构参数及承载能力,利用通用有限元分析软件Ansys对所设计的行星齿轮进行静态有限元分析,发现行星齿轮在传动中齿面接触应力及齿根弯曲应力超过了材料的许用应力范围;为达到符合行星齿轮材料及工作要求,对行星齿轮进行齿面修形,修形后的行星齿轮经分析符合材料要求。     

汽车发动机曲轴有限元分析及优化设计

以汽车发动机曲轴为研究对象,对其进行有限元分析及优化设计。首先利用CATIA软件对其进行参数化建模,然后结合ANSYS Workbench软件进行有限元分析。最后以减小曲轴的最大应变和最大应力为目标函数,利用Design Exploration中的基于响应面的多目标优化对曲轴进行优化设计。结果表明,通过有限元分析及优化设计,曲轴结构的最大变形量减小了7.18%,最大应力减少了27.04%。由此可知,优化设计后曲轴的静刚度和强度均有一定程度的增强,提高了曲轴结构的可靠性。     

RLWT与APA试验原理的有限元模拟

近年来,沥青路面的高温抗车辙性能与设计标准的符合性备受关注。多轮车辙仪RLWT和沥青路面分析仪APA是用来检测路面芯样抗车辙性能的重要仪器。通过有限元分析,比较了2种仪器的试验原理。结果表明,RLWT试验方法对试件内部损伤的反应更加敏感;试件承受整体的剪切和弯拉作用;试件表面2 cm以下,RLWT试件的剪应力和剪应变明显大于APA试件,RLWT试验方法更侧重于对试件的剪切性能的评价。因此,对于高温下混合料芯样抗剪切性能的评价,优先选用RLWT试验方法。研究成果对沥青路面施工质量和对于设计的符合性检验具有重要的指导意义。