永磁電機(jī)復(fù)合材料的強(qiáng)度分析

2016-08-24 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

復(fù)合材料在飛輪儲能領(lǐng)域應(yīng)用較廣,相關(guān)的強(qiáng)度分析也有較多的研究,而對高速永磁電機(jī)復(fù)合材料進(jìn)行研究的文獻(xiàn)較少。研究人員對面貼式和內(nèi)插式高速永磁電機(jī)提出了一種簡易的應(yīng)力計(jì)算方法,同時(shí)基于2D有限元法進(jìn)行了驗(yàn)證,但缺少對復(fù)合材料保護(hù)套的理論推導(dǎo)。

研究人員對高速永磁電機(jī)保護(hù)套的位移、徑向和切向應(yīng)力進(jìn)行了解析法推導(dǎo),并給出了旋轉(zhuǎn)和過盈配合下的解析法邊界條件,但研究文獻(xiàn)中未考慮碳纖維保護(hù)套各向異性的特性和溫度對應(yīng)力和位移的影響。研究人員用有限元分析法對一臺60000r/min的高速永磁電機(jī)碳纖維保護(hù)套進(jìn)行了應(yīng)力計(jì)算,同時(shí)對護(hù)套材料在各向異性和各向同性條件下的轉(zhuǎn)子強(qiáng)度進(jìn)行了分析比較,但文中未對復(fù)合材料進(jìn)行理論分析,同時(shí)未對邊緣效應(yīng)對彎曲應(yīng)力的影響做詳細(xì)的研究。

本研究在一臺100kW,60000r/min的高速永磁電機(jī)的基礎(chǔ)上,針對以上2種不同的保護(hù)措施,分別設(shè)計(jì)了相應(yīng)的保護(hù)套。對2種保護(hù)措施在靜止、冷態(tài)運(yùn)行和熱態(tài)運(yùn)行等不同工況下的轉(zhuǎn)子應(yīng)力進(jìn)行了解析法推導(dǎo),用3D有限元法進(jìn)行了驗(yàn)證,總結(jié)了兩種保護(hù)套的應(yīng)力分布特點(diǎn)和設(shè)計(jì)規(guī)律,同時(shí)在考慮彎曲應(yīng)力的情況下,對碳纖維護(hù)套進(jìn)行了分析與設(shè)計(jì)。

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