基于虚拟样机立式电机有限元结构分析与优化

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1、维普资讯http://www.cqvip.com机械度2008，30(3)：479—482●研究简报●基于虚拟样机立式电机有限元结构分析与优化FEIⅥSTRUCIT【瓜EANAI，YSISAND0ⅡZ【，ⅡoNoNVERⅡCALMoToRBASEDoNⅧtTUAIPRoToTYPE谭加才傅彩明康颖安毛文贵张海风(1．湖南工程学院机械工程系，湘潭411lO4)(2．湘潭电机股份有限公司，湘潭411104)TANJiaCaiFUCaiMingKANGYingAn。MAC)WenGui。ZHANGHaiFeng2(1．DepartmentofMec

2、hanicsEngineering，HunanInstituteofEngineering，Xiangtan411101，China)(2．XiangtanElectricManufacturingCo．Ltd，Xiangtan，411101，China)摘要大型立式电机是重要的生产动力设备和辅机设备。对于此类设备的结构设计，必须考虑运行时的实际工况载荷，进行详细的结构力学分析，使结构设计安全可靠。文中首先基于三维CAD(computeraideddesign)技术和虚拟样机技术，建立某大型立式电机的实体模型和虚拟样机模型，然后借用大型有限元

3、分析程序NASTtL~N，对该设备的运动学、动力学性能进行数值模拟分析。进行电机模态试验，试验结果验证虚拟样机模型和数值模拟的有效性。结果表明，系统不会发生共振，强度、刚度满足设计要求。最后，在力学分析的基础上对结构进行优化，为该设备的开发和改进提供参考。关键词立式电机结构分析优化有限元模态试验中图分类号TM383TB115AbstractHeavyeficiencymoorisanimportantpowerandauxiliaryequipment．Itisnecessarytoconsideralltheloadcasewhenmoto

4、rworksanddosomedetailedmechanicsanalysisduringthedesignofitsstructure．Atfirstasolidmodelandvirtualprototypemodelarebuiltbasedon3DCAD(computeraideddesign)andvirtualprototype．The3Dfiniteelementmodelisperformedtoanalysisthevi-brationmode，thestressdistributionanddisplacementfor

5、themotoremployingNASTRANsoftware．Furthermorethemsultsofmedalex-perimentprovetheaccuracyofallofthenumericalsimulation．Theconclusionsshowthattheresonancedoesnotaccrueinsystemoperat-ed，andthestrengthandrigidityofthemotorhavesatisfiedthedesignrequirement．Atlastareliablestructur

6、eisoptimizedundertheba-sicofthemechanicsanalysis．andthesimulationresultsprovideavaluabloreferencefortheresearchanddevelopmentofthemotor．KeywordsVerticalmotor；Structureanalysis；Optimization；Finitedementmethod；ModalexperimentCorrespondingauthor：TANJiaCai，E-mail：jxxcad@yahoo．c

7、on．cn，Tel：+86-732-8688948Manuscriptreceived20060713，inrevisedform20061025．及大中型交流立式电机的研究并不多见。1引言本文应用Pro／Engineer进行某立式电机的实体建电机振动是造成电机破坏的主要原因之一，同时模，通过合理设置形成虚拟样机，利用有限元方法，进电机振动也给电机～负载系统的安全可靠运行带来行电机的整机模态分析和定子、转子结构的应力、变形很大的危害。研究和控制电机的振动问题，已成为国内分析，得到电机的多阶固有振动频率、振型以及工作过外电机制造企业的重要课题。

8、目前研究机械振动特性程中的应力、应变、位移等的变化情况，达到校核电机的方法主要有机械阻抗法、能量法和有限元法。文献结构的强度和刚度的目的，并进一步分析电机的主要[2