永磁推进电机冲击响应简化计算方法研究

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1、第9期机械设计与制造2015年9月MachineryDesign&Manufacture33永磁推进电机冲击响应简化计算方法研究于博洋，金昊，闰明(沈阳工业大学机械工程学院，辽宁沈阳110870)摘要：永磁推进电机是常规潜艇电力推进系统的核心设备，抗冲击能力是其重要技术指标之一，设计时需要用有限元方法计算其冲击响应。由于永磁推进电机零部件众多且结构和连接关系复杂，进行有限元计算需要耗费大量资源。提出一种简化计算模型，其总体质量、重心位置、弹簧的刚度以及弹簧相对重心的分布与实际模型完全相同，而且省略了内部结构和连接关系，有效地减少了单元和节点数目。简化模型相对实际模型计算误差小于4％，而计算时

2、间缩短近600倍。该方法可以应用于赧艇设备的冲击响应校核。关键词：永磁推进电机；有限元法；简化模型；抗冲击；冲击响应‘中图分类号：THl6；TB535．1文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)09—0033—04StudyonPermanenlMagnetPropulsionMotorSimplifiedCalculationMethodoftheImpactResponseYUBo-yang，JINHao，YANMing(SchoolofMechanicalEngineering，ShenyangUniversityofTechnology，LiaoningShenyang

3、110870，China)Abstract：Permanentmagnetpropulsionmotoristhecoreofelectricpropulsionsystemofconventionalsubmarineequipment，andimpactres删isoneoftheimpoaanttechnologyindex，andrequiresfiniteelementmethodindesigntocalculatetheimpactresponse．Sincethepermanentmagnetpropulsionmotorcomponentsnumerousandcompli

4、catedstructureandcomWctions，elementcalculationconsumesalotofresources．Asimplifiedcalculationmodel∞presented，thetotalmass，thecenterofgravityposition，thestifnessofthespring，therelativedistributionofspringsandtheactualcenterofgrayofthemodelereidentical，andignoredtheinternalstructureandtheconnectionrel

5、ationship，effectivelyreducingthenumberofelementsandnodes．Tocalculatetheactualmodelandsimplifymodelrespectivelyonthed卸lacementandaccelerationresponseoftheshackenvironment，itfoundthatthecalculationerrorbetweentwomodelswaslessthan％，andthes，，Zdmodelcomputationtimeshonenednearly600times．ThismethodVanbea

6、ppl&dtochecktheimpactresponseofs均，equipment．KeyWords：PermanentMagnetPropulsionMotor；FiniteElementMethod；SimplifiedModel；ImpactResistance；ImpactResponse兵器的攻击，这种非接触爆炸虽然不会使潜艇壳体破坏，但强烈1引言冲击对艇载设备危害极大，如果永磁推进电机损坏，潜艇的整个推进电机是常规潜艇电力推进系统的核心设备，与传统直流推进系统将会瘫痪，无法继续航行和作战，即使一些潜艇配有应推进电机相比，永磁推进电机具有功率密度大、效率高、噪声低、结急推进装置

7、，但其总体性能无法满足潜艇的长时间作战需求。抗构简单紧凑、体积小、重量轻等突出优点，可提高常规潜艇推进功冲击能力是潜艇永磁推进电机的重要技术指标之一，国军标规率、续航力、隐身性、可靠性等总体性能，是发达国家新型常规潜艇推进系统发展的主要方向之一。目前，智利海军的“蝎子”号潜艇和定永磁推进电机在装备潜艇之前必须通过冲击试验考核。法国的“蚰鱼”级潜艇分别装载了3．3MW和3．5MW的永磁推进电舰艇设备抗冲击设计方