大功率低速直驱电机电磁特性对比分析

针对大功率低速直驱电机,对其电磁特性进行对比研究,以设计的一台36槽30极极槽数相近的大功率低速直驱电机为例,在空载和负载两种状态下,对比不同定子硅钢材料对该种电机的电磁特性及效率的影响。有限元分析表明,采用取向硅钢定子材料的大功率低速直驱永磁电机与常规硅钢定子材料的该种电机相比,电磁特性更优,空载时取向硅钢材料会削弱齿部饱和现象,负载时提高了电机的输出转矩,降低了电动势波形畸变率;降低了永磁体涡流损耗幅值,两部电机效率相差不大,为该类电机工程上实际生产提供参考。

双台肩钻杆接头上扣扭矩力学特性分析

为研究ø139.7 mm×9.17 mm IEU S135特殊螺纹钻杆接头的上扣力学特性,建立了包含进、退刀槽结构的双台肩钻杆接头三维非线性有限元模型,考虑材料非线性、结构非对称、螺旋升角和各啮合面接触等因素,采用ABAQUS/Explicit有限元方法对上扣扭矩作用下钻杆接头关键结构的应力分布特性进行分析。研究结果表明:钻杆接头整体等效应力分布不均,在横截面内呈轴对称分布,关键结构处应力集中显著,最大等效应力未超过材料屈服强度;钻杆接头台肩上的径向预留间隙和其过渡圆角处的结构非连续对台肩面的等效应力及接触压力分布影响显著;钻杆接头螺纹段的等效应力和接触压力均呈“U”形分布,应力整体分布均匀,螺纹接头前3扣与后3扣的承载比之差为8.6%,表明接头承载性能较佳。对有限元模拟结果进行实物验证试验对比分析,试验结果与有限元模拟结果基本符合。分析结果可为钻具优化设计及安全应用提供数据支撑。

径向二自由度混合磁轴承参数设计与分析

介绍了永磁偏磁径向磁轴承的结构及其悬浮力产生机理;用等效磁路法对混合磁轴承的磁路进行计算,得出了最大承载力的条件和数学表达式,给出了参数设计和计算过程;用有限元软件进行了仿真验算。研究结果表明:增大永磁体内部磁动势可提高轴承的承载力、稳定性及减小功放损耗;当偏磁磁通大于饱和磁通的一半时,实际承载力最大。

玉米根茬收集装置的模态分析及试验研究

基于TRIZ创新理论研究了一种具有捡拾、输送、脱土和收集多功能的玉米根茬收集装置,通过分析与研究,建立了玉米根茬收集装置的三维实体模型,采用有限单元法进行模态分析,计算得出了玉米根茬收集装置前20阶固有频率和主要振动特征,并对玉米根茬收集装置进行了模态试验研究,采用频域和时域相结合的模态参数识别方法获得了装置的固有频率,应用计算模态与试验模态相结合的方法分析玉米根茬收集装置的振动特性,为进一步研究其动力学性能与结构优化设计提供了一定的依据.

卡箍型快开盲板头盖优化设计及失效风险分析

利用ANSYS对卡箍型快开盲板头盖关键尺寸进行优化,并结合实际操作工况,应用MonteCarlo数值模拟技术对拱形头盖进行了失效风险分析,得到其失效概率。优化后的拱形头盖体积与优化前相比减小了34.7%,失效概率仅为0.007 2%,达到了开启便捷且安全可靠的设计目的。

基于HyperMesh的盘式制动器有限元分析

以盘式制动器为研究对象,基于PRO-E、HyperMesh等软件建立其有限元模型。通过求解计算,对盘式制动器的钳体、制动盘行了强度分析和模态分析。分析结果表明:钳体、制动盘等零部件满足强度设计要求;制动盘的8、9阶固有频率与钳体的4阶固有频率非常接近,易产生共振,引起制动器尖叫。针对制动器尖叫问题,对制动盘的厚度进行了优化分析。优化结果表明,适当的改变制动盘厚度,可避免制动盘与钳体发生共振,并且能够改变盘的振型大小,改善盘式制动器的稳定性。

基于有限元的轴承组件动态性能分析

运用接触单元和两节点接触摩擦单元构建了接触和接触摩擦数学模型,基于此建立了轴承组件的有限元非线性数学模型,为证明该模型的正确性,利用开发的分析软件对轴承组件支承轴顶端内环某顶点的动态性能进行了计算分析,并进行了试验验证。理论计算结果和试验结果相对误差约为3.1%,在允许的误差范围内。这表明所构建的轴承组件的有限元非线性数学模型是正确合理的。

螺旋板换热器密封端盖结构研究

为合理选择螺旋板换热器密封端盖结构,采用有限元分析技术对螺旋板换热器中常用密封端盖结构进行分析对比,并在此基础上对影响变形的相关变量进行研究。结果表明:椭圆形端盖结构、径向加强筋端盖结构、倒锥端盖结构的应力和变形约为单环形加强筋结构的一半,其中倒锥端盖综合性能要好于其它几种;倒锥端盖结构lc/Ra约为0.15、ld/lb约为0.3、角度a约为45°～50°时,倒锥端盖无论是应力还是变形都趋于合理。

一种磁悬浮永磁直线电动机的电磁力特性

为消除直线电机数控机床进给系统的摩擦阻力,提出一种自身产生磁悬浮力的磁悬浮永磁直线同步电动机。从描述磁介质的分子环流假设出发,用毕奥-萨伐尔定理导出永磁体外部空间磁场分布的解析表达式,并基于由磁荷法和虚位移法给出的永磁体磁力数值积分公式,推导出电机悬浮力波动的解析模型,说明斜极对电机悬浮力的影响。利用Maxwell 3D软件建立三维有限元瞬态分析模型,结果证明该磁悬浮永磁直线电动机自身可以产生独立并可控的推力和悬浮力。进一步建立斜极结构下电动机的三维有限元模型,分析结果表明采用斜极结构可以有效的减小电机推力和悬浮力的波动。

基于有限元方法的凸齿镇压器运动学和动力学分析

为探索凸齿镇压器在作业过程中的运动学和动力学特性,基于验证有效性后的有限元模型,求解了凸齿镇压器外缘点运动轨迹和速度以及加速度随时间的变化规律曲线。结果表明:轮缘点所在凸齿冲击土壤的行为并未在轮缘点竖直方向速度最大时完成;凸齿镇压器轮缘外一点的绝对运动轨迹呈波动状态的余摆线形式;凸齿镇压器轮缘点在接地位置有与前进方向相反的相对滑动。

诸永高速k120滑坡稳定性分析及防治对策

由于不合理的坡脚开挖和连续降雨下,造成该公路边坡在坡脚位置发生滑坡,而上部潜在滑坡目前处于蠕动发展阶段。通过对该滑坡的工程地质条件、形态分布特征分析其形成机理及稳定状况分析,采用非线性有限元法,探讨了变形和塑性区分布特征,得到潜在滑坡和滑塌堆积区两处滑面位置;采用基于极限平衡理论的传递系数法,对原始地貌、滑塌堆积区、潜在滑坡进行计算,得到三者安全系数都较低,处于欠稳定状态。提出建议防治措施,为今后类似公路边坡的研究提供有价值的参考。

自膨胀封隔器密封性能影响因素分析

封隔器胶筒密封性能的研究关键就是胶筒与井壁之间的最大接触压力。以YZF51/2″×203×3000型遇油膨胀封隔器为研究对象,利用有限元软件分析了胶筒橡胶硬度、井壁摩擦因数以及工作压力对胶筒与井壁的接触压力以及胶筒应力的影响。分析结果表明,随着橡胶硬度的增加,胶筒与井壁间最大接触压力增加,密封性能增加;井壁摩擦因数较小时,胶筒与井壁间最大接触压力随着摩擦因数增加显著,但当摩擦因数大于0.15后,其对接触压力影响较小;工作压力应该控制在90 MPa以内,即工作压差在30 MPa以内,封隔器能够实现安全密封。研究结果可指导自膨胀封隔器胶筒的优化设计以及自膨胀封隔器的现场应用。

单层房屋钢木组合屋盖整体工作性能分析

目的分析验证钢板蒙皮效应对木结构框架刚度的影响,并计算屋架的刚度.方法应用ANSYS对单层房屋钢木组合屋盖结构的荷载-位移进行模拟,分析在水平荷载作用下5种组合屋盖下纵向11根柱子檐口处的荷载-位移变化情况;并应用最小二乘法对屋架荷载-位移关系进行回归分析,比较屋架刚度.结果有限元计算结果与试验结果比较,误差值最大为19.8%,最小为0.6%;所有数据误差绝对值的平均值为10.7%,有限元分析结果与试验结果较为吻合,说明采用塑性壳体单元、梁单元、弹簧单元建立有限元模型,可以较好地模拟钢木组合屋盖结构建筑的受力分析,建模方法可用于之后的有限元分析.结论研究表明山墙加钢板,主要增加了山墙框架的刚度,对中间框架刚度提高的贡献不明显;纵墙加钢板对各横向框架的侧向刚度的贡献均很小;而屋面钢板的蒙皮作用能显著提高中间每榀框架的刚度,且山墙不是绝对刚性的.

大型风机扩展式基础地基弹性模量敏感性分析

针对地基条件差异对大型风机扩展基础受力和沉降变化的影响,以辉腾锡勒风电场大型风电机组基础工程为例,考虑基础钢环与混凝土间及混凝土与地基间的非线性接触,基于ANSYS平台建立了不同地基弹性模量多工况下的风力发电机基础三维有限元模型。计算结果表明,当地基弹性模量为100MPa时,风机基础底面最大沉降值为10.277mm,倾斜率为0.000 4,满足现行规范对地基变形的要求;地基弹性模量大于1 000MPa之后,风机基础底部与地基间脱开趋势加剧;当地基弹性模量小于100MPa时,建议设计时使用桩基础。

风力发电机组轮毂有限元分析与优化

采用叶素动量理论进行风力机气动力学的载荷计算,得到轮毂上的载荷,应用大型通用有限元分析软件MSC系列软件做设计分析平台,对某MW级大型风力发电机组轮毂进行静强度分析、疲劳强度分析,并采用NASTRAN提供的优化程序对轮毂壁厚进行优化设计,探索出了一套轮毂优化设计的方法,并得出一组在一定的工作环境下可以安全工作的轮毂壁厚分布,大大减轻了轮毂重量,降低了加工成本.

钢纤维混凝土结构非线性有限元分析方法研究

根据钢纤维混凝土结构的特点,对其非线性有限元分析方法进行了研究。分析中重点解决各材料的本构关系的确定及钢纤维作用的有限元模拟方法两个问题。钢纤维的对结构的影响可以通过修正混凝土的本构关系、单元等效力筋法及整体等效力筋法来实现,其中单元等效力筋法可模拟钢纤维与混凝土间的黏结与滑移,但计算量大且程序不易收敛。此外,将有限元分析结果与已有的试验结果进行了比较,结果表明采用研究确定的有限元分析方法所得的混凝土及钢筋的应力分布、裂缝分布状况及荷载位移曲线与试验结果较接近,精度较高,可为钢纤维混凝土结构受力性能分析研究提供一定的参考。

X型方钢管相贯节点抗弯刚度的影响因素

分析相贯节点几何参数对刚度的影响,有助于了解相贯节点的抗弯机理。以X型方钢管相贯节点为研究对象,利用ANSYS有限元软件,通过节点弯矩-转角曲线分析相贯节点支管与主管宽度比β、主管宽厚比γ以及支管与主管厚度比τ对平面内抗弯刚度的影响。结果表明:γ和τ一定时,节点抗弯刚度随着β的增加逐渐增大,在线性段增加幅度较大;τ和β一定时,节点抗弯刚度随着γ的降低而增大,在线性段增加明显;γ和β一定时,随着τ的变化,节点抗弯刚度基本不变。影响节点抗弯刚度的主要几何参数是β和γ,τ的影响不显著,但随着β的增加,τ的影响有所提高。

盘式制动器热弹性不稳定性的有限元分析

采用有限元分析法分析盘式制动器热弹性不稳定性,建立了三维盘式制动器热力学分析模型,基于交错接触的中间处理器用来交换结果数据:温度,摩擦接触力,位移和变形。对制动盘的厚度变化(DTV)和温度的分布进行了计算,验证了有限元模型的可靠性,并确认了计算方案。为盘式制动器的选材、结构设计以及磨损提供了理论依据,对制动的振动和噪声研究有很好的工程使用价值。

带式输送机用盘式制动器碟形弹簧的疲劳分析

建立了带式输送机用盘式制动器中碟形弹簧的强度计算模型,在Ansys Workbench13.0软件中进行建模,通过对碟形弹簧进行有限元分析,得出碟形弹簧的应力图、疲劳破坏图,为今后的盘式制动器碟形弹簧的设计提供依据。

基于有限元方法的大型固定式液压破碎机谐响应分析

振动应力影响液压破碎机的正常工作,为研究共振频率对破碎机的影响,采用有限元方法对破碎机进行前四阶模态分析,研究它的固有频率、振型这些重要参数,在此基础上进行谐响应分析,结果表明在低阶载荷频率3Hz与8Hz频率附近可能会出现共振,对液压破碎机的疲劳破坏和使用寿命产生严重影响。因此尽量避开在危险工作频率下进行作业以免使液压锤头发生共振而损坏。