汽车电机换向器性能设计分析方法的研究

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1、工程硕士学位论文汽车电机换向器性能设计分析方法的研究作者姓名汪甜工程领域车辆工程校内指导教师吴杰副教授校外指导教师李国洪高级工程师所在学院机械与汽车工程学院论文提交日期2015年3月2日ResearchonAnalysisMethodofVehicleMotorCommutatorPerformanceDesignADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：WangTianSupervisor：Prof.WuJieSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,

2、China࠼㊱ਭφTM303.2ᆜṗԙਭφ10561ᆜਭφ201221003294঄঍⨼ᐛཝᆜ⺋༡ᆜփ䇰ᮽ⊳䖜⭫ᵰᦘੇಞᙝ㜳䇴䇗࠼᷆ᯯ⌋Ⲻ⹊ガ֌㘵ဃ਽˖⊚⭌ᤷሬᮉᐸဃ਽ǃ㙼〠˖੤ᶠ࢟ᮉᦸ⭣䈧ᆖս㓗࡛˖ᐕ〻⺅༛ᆖ、уъ਽〠˖䖖䖶ᐕ〻䇪᮷ᖒᔿ˖ƶӗ૱⹄ਁƶᐕ〻䇮䇑Xᓄ⭘⹄ウƶᐕ〻/亩ⴞ㇑⨶ƶ䈳⹄ᣕ੺⹄ウᯩੁ˖䖖䖶䇮䇑ᯩ⌅о㌫㔏ࣘ࣋ᆖ䇪᮷ᨀӔᰕᵏ˖2015ᒤ3ᴸ2ᰕ䇪᮷ㆄ䗙ᰕᵏ˖2015ᒤ3ᴸ11ᰕᆖսᦸҸঅս˖ॾই⨶ᐕབྷᆖᆖսᦸҸᰕᵏ˖ᒤᴸᰕㆄ䗙ငઈՊᡀઈ˖ѫᑝ˖䛜Ფᲆငઈ˖䎥ᆖᲪ੤ᶠSubhashRakhejaᵾᰫ华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：

3、所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研宄所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：丨私甘曰期：年！）月丨7曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮[]:研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学

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5、即开发周期短，生产快，性能稳。但是传统设计理念很难满足市场需求，迫切需要引进CAE技术用于辅助设计。换向器飞片是设计过程的一大难点，国内目前基本没有针对这方面的研究。本文应用有限元分析方法，对汽车电机换向器换向片应力和位移进行了计算分析。首先，确定有限元模型的相关材料参数，定义了有限元分析中换向器各部分材料属性，提出了材料参数获取方法，通过拉伸实验和热膨胀实验得到银铜合金和电木粉的力学特性参数。其次建立了换向器有限元模型，考虑求解精度和求解效率，论述有限元模型总网格属性和边界条件的设置，加载接近实际工况的高温高速旋转载荷工况，并说明了计算结果的分析处理方法

6、。然后建立了启动马达换向器分析的模型，基于所建立有限元模型，计算换向片在高温高速工况下所受应力分布及位移情况，分析换向器结构是否符合超速性能设计要求，得出一个仿真结论。比较仿真结论和实验现象，实验有效的验证了仿真模型的可靠性。最后从选材及结构两个方向优化启动马达换向器，仿真分析优化后的换向器，从理论上验证优化方案可行性，优化后的换向器产品按要求进行超速实验，仿真分析出的结论和实验现象进行比对，发现两者一致性很高。一方面说明优化方法的有效性，另一方面再次验证了本文关于换向器性能设计有限元仿真方法有较高的可靠性。关键词：汽车电机换向器；有限元分析；应力；位移I

7、AbstractWiththecompetitionbecomemoreandmoreintense,itrequiresthecommutatormustcomplywiththreeprinciples"shortable,fast,stable",namelyshortabledevelopmentcycle,fastproduction,stableperformance.Butthetraditiondesigndifficulttosatisfytheneedofmarket,soitneedtheCAEtoaiddesign.Breakout

8、ofthecommutatorsegmentsisabigdiff