电机冷态工况下的有限元分析

2016-08-23  by:CAE仿真在线  来源:互联网

 电机冷态运行时三维有限元分析应力计算结果,图为电机冷态运行时应力分布,图为电机热态运行温度为115℃时的应力分布。从图可以看出,解析法与有限元法的计算结果相吻合,电机从冷态逐渐运行到热态时,永磁体和合金保护套受温度影响发生膨胀,使过盈量减小,保护套切向应力从909MPa下降到605MPa,但永磁体切向应力却从-16MPa增加到26MPa。在电机启动和起初运行时,电机温度较低,保护套的切向应力更易达到其极限强度,随着电机温度逐渐增加,保护套应力逐渐减小。

 在圆柱坐标系下,以各向异性弹性理论对碳纤维保护套不同工况下的应力和位移进行研究。对于碳纤维材料的应变与应力的关系为式中。为碳纤维材料在径向和切向的弹性模量,为不同方向的泊松比,为径向和切向应变,为径向和切向应力。根据平面应力问题,不考虑轴向应变,只考虑径向应力和应变关系,则平衡方程式。为当永磁体和碳纤维保护套没有过盈配合时,应力模型可看成单转子的碳纤维材料,其满足在碳纤维材料的内外表面处径向应力为0,即:利用解析法和Ansys Workbench软件对一单转子碳纤维材料进行应力计算,模型为转子内径为100mm,外径为200mm的碳纤维圆环,转速50000r/min。

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