高速永磁电机新型磁性复合材料弹性模量预测

一种新型粉块层级转子结构可有效提高高速永磁电机转子强度。为了准确分析新型复合转子结构强度,需要准确预测转子复合磁性材料的力学性能。该文将新型磁粉胶膜复合材料看作由磁粉颗粒、界面和基体组成的三相复合材料,首先基于蒙特卡罗法构建了Abaqus-Python耦合的代表性体积单元参数化模型,然后依据细观力学等效三相球模型推导出界面层的弹性模量,最后基于虚功原理创建磁粉胶膜弹性模量有限元预测模型,并与拉伸试验结果进行比较分析,验证了模型的准确性。在此基础上,研究了细观结构和界面参数对磁粉胶膜弹性模量的影响规律,得到了磁性材料细观结构与力学性能的映射关系。

大型异步电机结构振动特性的研究

精确计算电机的固有频率和响应,对于预测电机的振动和噪声是至关重要的。文中利用三维有限元分析研究大型感应电机定子的振动模态和固有频率,并分析绕组、端盖、连接筋及安装方式对电机定子固有频率和振动模态的影响;研究表明,对于大型异步电机,定子绕组对固有频率和振动模态有显著的影响,安装端盖和机座固定使定子固有频率上升,通过改变机座及端盖结构可改变定子固有频率,避免发生共振,采用弹性连接筋,可有效减小定子振动的传播。实验验证部分计算结果。

高速电机转子临界转速计算与振动模态分析

采用3D有限元方法,计算磁力轴承转子系统临界转速并分析振动模态,利用磁悬浮转子系统自身悬浮特性进行激振实验,确定有限元模型中磁力轴承支承刚度,有限元法计算的临界转速与转子系统实际运行临界转速相一致。研究表明,磁力轴承刚度对转子临界转速影响很大,可以通过改变磁力轴承刚度和转子材料来调整临界转速;为了避免转子超越弯曲模态的临界转速,转子轴伸长度应控制在安全范围内。

大型异步电动机定子振动与模态分析

预测电机的振动和噪声需准确计算电机定子结构的固有频率及定子的响应特性。文中利用3D有限元软件研究了定子模态和固有频率,分析了定子叠片结构、绕组对大型异步电机定子固有频率和振动模态的影响;用有限元分析和实验测量确定正交各向异性叠片结构和绕组的材料属性,并与实测结果进行了比较。研究表明,对于大型异步电机,定子绕组对固有频率影响很大,其弹性模量远低于实体铜,有效部分绕组和端部绕组不能简单地以附加质量形式计算固有频率;端部绕组质量和刚度对固有频率的影响大体相互抵消,所以端部绕组对固有频率的影响相对很小。

高速永磁电机机组轴系振动研究

高速电机由于体积小、功率密度大和效率高等优点,符合节能减排经济发展需要,成为电机领域的研究热点之一。在高速旋转机械中,转子振动将逐渐成为制约电机正常运行的瓶颈。因此,研究电机的振动特性对于电机的高速可靠运行是非常必要的。电机转子振动的来源主要包括偏心产生的离心力和不平衡磁拉力,本文采用有限元及New-mark积分法计算转子在不平衡力作用下非线性不平衡响应,用样机振动实验验证计算方法的正确性,通过机组振动实验分析轴系振动产生的原因。研究表明,电机的振动主要为离心力产生基频振动及由于转子动偏心产生的10倍频不平衡磁拉力的振动;其次是2倍频的振动。根据振动产生的主要原因提出相应减小振动的措施。

高速永磁电机转子多场综合设计

由于转子的强度和动力学分析是高速永磁电机设计的关键问题,因此必须对高速永磁转子进行基于强度、电磁及动力学特性的综合设计.采用有限元方法对转子进行应力场、电磁场及模态分析,并利用有限元软件优化设计模块,对转子结构进行多场迭代综合设计.通过强度分析确定了转子外径允许变化范围,根据电机的输出功率要求,选取了永磁体结构和转子的轴向尺寸.根据动力学要求确定转子长度,通过对转子多场综合设计得到满足强度、临界转速和电磁性能的转子综合设计结果,并以100 kW,60 000 r/m in高速电机为例进行设计和制造,电机实验验证了设计方法的正确性.

高速永磁电机复合转子多尺度强度数值分析

传统高速永磁电机多采用块状永磁体结构,在高速旋转下极易导致烧结永磁体的破坏。为提高转子机械强度,提出一种新型复合转子结构,该结构使用磁粉胶膜/碳纤维复合磁性材料代替烧结永磁体,采用多尺度分析方法,对其性能进行研究。在细观尺度上,利用均匀化理论分析碳纤维单元的力学性能,再根据单胞结构理论分析磁粉胶膜单元的力学性能;在宏观尺度上,将各单元的性能作为多层复合磁性材料中各单层的有效性能,采用经典层合板理论计算复合磁性材料整体力学性能,并与拉伸试验对比,验证多尺度分析方法的正确性。最后,利用有限元软件对不同尺度转子模型进行强度数值模拟,研究不同尺度下模型的应力分布情况,研究结果证明了在细观尺度下的转子应力分析更加精确。

同轴度误差的非接触精密测量方法

根据夫朗和费单缝衍射原理 ,以激光作光源 ,采用线阵 CCD获取衍射条纹图像 ,实现同轴度误差的非接触自动测量。通过对比测量和精度分析表明该方法测量精度高 ,测量装置结构简单 。

圆柱度误差的非接触精密测量方法

根据夫朗和费单缝衍射原理,以激光作光源,采用线阵CCD拾取衍射条纹图像,用最小二乘数学模型计算圆柱度误差,实现圆柱度误差的非接触自动测量。通过对比测量和精度分析表明该方法测量精度高,测量装置结构简单,具有实用价值。

激光在易变形件尺寸测量中的应用

对于弹性件、薄壁件等易变形件尺寸的测量,常规的测量方法存在测量时间长、人为主观误差较大、自动化程度低等不足。本文以密封圈内、外径的测量为例,介绍用激光测量弹性件、薄壁件等易变形件尺寸的方法。根据夫朗和费单缝衍射测量原理,用数显容栅尺测量衍射条纹,用计算机进行数据处理,并用万能工具显微镜进行了对比测量。测量结果表明,激光法测量具有测量装置结构简单、测量结果精确度高、非接触和自动化测量等特点。

机械基础虚拟实验的实现

基于VRML并结合Java技术开发机械基础虚拟实验室,同时用SolidWorks和3DMAX建立常用机械零件的三维实体模型及机械部件、组件的装配模型,用网页技术将各种资源进行整合,实现了交互式机械部件及组件的虚拟装配及辅助教学演示等功能,为实验教学开拓了新的实验教学手段.

基于网络药理学和分子对接技术探讨玫瑰花黄酮治疗2型糖尿病的作用机制

目的以网络药理学和分子对接技术作为分析方法,探究玫瑰花黄酮类成分在防治糖尿病中的作用机制。方法采用TCMSP、GeneCards和DisGeNET数据库获取活性成分和疾病靶点,并绘制Venny图;使用Cytoscape 3.9.0软件制作靶标图;String构建PPI蛋白网络;DAVID进行GO和KEGG富集分析;SYBYL-X2.0和PYMOL进行分子对接验证及展示。结果玫瑰花黄酮11个活性成分通过调控207个糖尿病相关的疾病靶点,产生了667对活性成分-靶点关系,其中山柰酚、槲皮素、芹菜素等成分通过调控Pathway in cancer、AGE-RAGE、PI3K-Akt等通路防治糖尿病;分子对接显示活性成分与糖尿病核心靶点具有较好的结合活性。结论本研究系统揭示了玫瑰花黄酮防治糖尿病“活性成分-靶点”的复杂关系,为玫瑰花用于治疗2型糖尿病的作用机制提供了理论依据。

高速永磁电机转子蒸发冷却系统数值模拟

对于大功率高速永磁电机,在高功率密度下转子散热困难,易造成永磁体发生不可逆退磁。为了解决转子的有效冷却问题,采用喷雾式新型蒸发冷却技术,利用相变吸热原理实现空心永磁转子蒸发冷却,基于计算流体力学方法,建立雾滴与空气的传热传质物理模型,对转子喷雾冷却系统进行数值模拟。研究表明,相变传热方式冷却效率高,转子的温度分布均匀,提高了高速永磁电机转子运行的可靠性和稳定性。本文提供的转子蒸发冷却计算方法,为蒸发冷却技术在大功率高速永磁电机转子冷却的应用提供理论依据。

专业思政、CDIO理念与专业认证结合的课程体系探索——以机械设计制造及其自动化专业为例

通过对现有机械设计制造及其自动化专业课程体系的分析,提出将专业思政、CDIO与专业认证相结合的机械设计制造及其自动化专业课程体系构建方法。依据工程教育专业认证理念与要求制定专业培养目标及毕业要求观测点,再根据毕业要求观测点反向配置专业课程体系。基于CDIO理念,以项目为驱动建立课程模块,形成毕业要求全覆盖,思想政治教育全贯通的模块化专业课程体系。该课程体系构建方法为机械类专业课程体系构建提供了新模式。

大功率高速永磁电机三维全域热-流场分析

大功率高速永磁电机采用空-水冷混合冷却系统,同时存在水流域和空气流域,常规的单流域数值计算简化模型很难精确计算电机温度场。本文以一台1.12MW、18000r/min的空-水冷高速永磁电机为例,建立三维全域流-固求解域模型,提出多层变尺度网格划分方法,实现对电机网格的精细化控制。采用有限体积法对流体场及温度场进行耦合计算,揭示了水流场与空气流场的流动特性以及电机内各个部件的温度场分布特性。将全域热流场计算结果与实验结果进行对比,验证了计算方法的准确性。基于全流域计算结果,拟合出对流换热系数与双螺旋水道轴向位置的关系式。为高速永磁电机冷却系统优化设计等相关研究奠定基础。

坐标镗床光学系统的调修

对坐标镗床光学系统常见的故障进行分析 ,并介绍相应的简便维修方法。

微观不平度十点高度R_z值测量基准线的选取

国家标准规定以中线为测量基准线评定Rz参数值．但有些资料认为在用光学仪器测量Rz值时，可采用平行于中线的任一直线作基准线进行测量．这造成测点的选取往往与标准定义不符，测量结果受主观影响较大。本文对Rz值的测量进行了研究，通过采用不同基准线恻得Rz值的比较、分析．得出对Rz值的测量必须按国家标准规定的以中线为基准线进行测量的结论．并给出了正确的取点方法．

高速电机发展与设计综述

对高速电机的发展现状进行了分析,总结了现有不同类型高速电机的极限指标,详细论述了高速电机的结构与设计特点,包括定子设计、不同类型转子结构设计、转子系统动力学分析以及轴承选型和冷却系统设计等,最后论述了高速电机发展所面临的问题,展望了高速电机的发展趋势。

1.12MW高速永磁电机多物理场综合设计

高速电机设计时即要满足电磁性能要求,又要满足机械特性的要求,还需满足冷却与温升的要求,因此高速电机的设计是一个多物理场迭代综合设计过程。针对高速电机的多物理场一体化设计过程,本文基于电磁场-转子强度-转子动力学-流体场与温度场等对一台1.12MW,18 000r/min的高速永磁电机进行了综合设计,在多物理场仿真分析的基础上,得到了满足电磁性能、转子强度、临界转速和电机温升的综合设计结果,并加工了一台样机,进行了电机性能实验、转子机械特性实验以及温升实验,实验结果与计算结果相吻合,验证了本文仿真分析与设计方法的可行性,对大功率高速永磁电机的设计与发展具有一定的借鉴意义。

高速永磁电机转子不同保护措施的强度分析

永磁体在高速旋转时难以承受巨大的拉应力,必须对永磁体采用保护措施,目前最常用的保护措施一种是采用碳纤维绑扎永磁体,另外一种是在永磁体外面加高强度的合金保护套。针对以上两种不同的保护措施,以一台100 kW,60 000 r/min的高速永磁电机为例,分别设计了相应的保护套,并对不同工况下的转子应力分布进行了解析法推导,用3D有限元法对电机冷态和热态运行时的转子强度进行了分析和验证,同时对考虑弯曲应力时的碳纤维保护套进行了设计和计算。总结了两种保护措施的设计规律,为高速永磁电机保护套的设计提供了依据。