基于ANSYS永磁调速器导磁盘静力及模态分析.pdf

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1、机械设计与制造第6期78MachineryDesign&Manufacture2013年6月基于ANSYS永磁调速器导磁盘静力及模态分析路韬，莫云辉，李旭贞z(1．上海大学机电工程与自动化学院，上海200072；2．太原理工大学机械工程学院，山西太原030024)摘要：基于ANSYS有限元软件仿真平台。在永磁调速器正常运行情况下，对所设计的永磁调速器导磁盘最大应力和最大变形做了计算分析，以判定导磁盘强度是否满足设计要求；在实际工作约束条件下，分析导磁盘固有频率和振型变化情况，作为评价导磁盘动态特性的理论依据。对有限元分析模型的计算结果表明，该导磁盘在正常工作载荷作用下变形量

2、和应力均较小，满足设计强度要求；模态分析可知该导磁盘的一阶固有频率较高，不易产生共振，与实际情况相符。关键词：永磁调速器；导磁盘；ANSYS；动态特性中图分类号：TH16文献标识码：A文章编号：1001—3997(2013)06—0078—03StaticandModalAnalysisofConductionDishBasedonANSYSLUTao。，MOYun—hui，LIXu—zhen(1．SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，ShanghaiUniversity，Shanghai200072，China；2．Mech

3、anicalEngineeringInstitute，TaiyuanUniversityofTechnology，ShanxiTaiyuan030024，China)Abstract：BasedonANSYSfiniteelementsoftwaresimulationplatform，inpermanentmagnetspeedundernormaloperatingconditions，calculationandanalysisofthepermanentmagneticmagnetgovernorWOSdesignedforplateofmo；x,imumstres

4、sandmaximumdeformation，todeterminewhethermagneticplatestrengthmetthe如srequirements．Undertheconditionofactualwork，magneticdisknaturalfrequencyandvibrationmodewereanalyzed，嬲thetheorybasisofdynamiccharacteristicsoftheevaluationofpermeability．Theresultsshowthattheworkloadinconductiondishwhende

5、formationandstressaresmaller，meetsthedesignstrengthrequirements；Modalanalysisoftheconductiondishthattheinherentfrequencyisnothigh，iseasytoproduceresonance，andaccordswithpractice．KeyWords：PermanentMagnetGovernor；ConductionDish；ANSYS；DynamicCharacteristics1引言的导磁盘，采用UG三维软件建立三维实体模型，如图3所示。永磁调速器

6、运用一种非接触调速技术，如图1所示。通过磁场耦合效应传递转矩，消除了电机轴和负载轴之间的机械联结因其具有节能环保的特点和易于安装、适合恶劣工况、自动过载保护以及维护成本低等显著优点，已被应用于水处理、石油化工、电力、建筑、造纸、采矿、船舶、水泥等行业。近年来，许多学者对永磁调速器做了大量研究工作，这些研究主要是围绕提高传递转矩和减少涡流损耗。为了提高传递转矩，通过法兰与电机轴联接图I永磁调速器图2夹层结构导磁盘的导磁盘大多采用夹层结构，如图2所示。导磁盘设计好坏对永Fig．1PermanentMagnetFig．2SandwichConstruction磁调速器运行稳定性影

7、响极其重要，需要导磁盘满足较高的抗振ofGovernorofMagneticDisk性能。传统导磁盘的设计主要是采用传统公式计算，利用三维设2．2模型的网格划分计软件作图，很少从静力学和动力学角度研究导磁盘，分析导磁实体模型的建立是为生成符合实际情况单元和节点的网格，盘的结构尺寸对永磁调速器强度、变形和振动性能的影响，因此一般分为三步日：(1)模型导人；(2)定义材料属性；(3)生成网格。首进行了导磁盘静力和动力学方面的研究。先采用UG与ANSYS之间良好的数据接口将实体模型导人2导磁盘静力分析ANSYS中，选择模