電機(jī)冷態(tài)工況下的有限元分析

2016-08-23 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

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

在圓柱坐標(biāo)系下,以各向異性彈性理論對碳纖維保護(hù)套不同工況下的應(yīng)力和位移進(jìn)行研究。對于碳纖維材料的應(yīng)變與應(yīng)力的關(guān)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(yīng)變,為徑向和切向應(yīng)力。根據(jù)平面應(yīng)力問題,不考慮軸向應(yīng)變,只考慮徑向應(yīng)力和應(yīng)變關(guān)系,則平衡方程式。為當(dāng)永磁體和碳纖維保護(hù)套沒有過盈配合時,應(yīng)力模型可看成單轉(zhuǎn)子的碳纖維材料,其滿足在碳纖維材料的內(nèi)外表面處徑向應(yīng)力為0,即:利用解析法和Ansys Workbench軟件對一單轉(zhuǎn)子碳纖維材料進(jìn)行應(yīng)力計算,模型為轉(zhuǎn)子內(nèi)徑為100mm,外徑為200mm的碳纖維圓環(huán),轉(zhuǎn)速50000r/min。

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