基于Ansys潜油电机转轴动力学仿真分析

针对潜油电机在采油过程中出现卡顿时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致转轴断裂失效、整个电机及相关设备造成损失,推导电磁转矩与电机刚度与挠度解析表达式,建立细长转轴刚度-电磁转矩的定量关系曲线,为潜油电机转轴故障原因提供理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转形变结果建立长度相同结构不同的电机等效有限元模型,进行机械应力场计算,得出不同结构的电机转轴在不同工况下的受力情况。进行单元电机组合运行仿真,最终通过Ansys仿真分析相应结构的最大转矩范围,对以后电机的整体设计有一定指导意义。

掺MgO不分缝常态混凝土拱坝仿真分析

国内采用掺MgO筑坝技术修建不分缝拱坝的工程已越来越多 ,为了研究这种坝型在施工期与运行初期的受力性能 ,结合三江拱坝实例 ,采用三维有限元仿真软件FZFX3D、大型通用有限元软件ANSYS对混凝土坝的施工过程进行仿真分析 ,比较了不同MgO掺量对大坝温度、应力的补偿作用 ,分析了不同蓄水计划对坝体应力状态的影响 ,评价了贵阳市乌当区三江拱坝主体工程施工方案的合理性。

潜油螺杆泵直驱细长永磁电机转轴扭曲对电磁转矩影响分析

针对潜油电机在负载运行时,其细长的电机转轴发生许用扭转变形导致输出转矩下降、电流上升等问题,推导许用扭转角与电磁转矩削弱系数的解析表达式,建立细长转轴扭转角与电磁转矩下降的定量关系曲线,为潜油螺杆泵机组故障原因提供了理论依据。研制单元组合式永磁直驱潜油电机,对其细长转轴进行3D有限元扭转变形应力分析。基于转轴扭转变形结果建立电机2D和3D斜极等效有限元模型,进行机械应力场和电磁场耦合计算,得出电机电磁转矩的下降情况。研制样机进行单元电机组合运行试验,验证了转矩削弱系数表达式的正确性。

双层SiO_2薄膜对ZnO/Si结构瑞利波器件性能的改善

利用3D有限元法分析了SiO_2薄膜对ZnO/IDT/Si结构中瑞利波特性的影响,包括相速度(vp)、机电耦合系数(k2)和频率温度系数(τf)。结果表明,当hZ/λ=0.44时,ZnO/IDT/Si结构激发的瑞利波的机电耦合系数最大值k2max=2.38%,且vp=3 016m/s,τf=-32.94×10-6℃-1。引入底层SiO_2薄膜,即ZnO/IDT/SiO_2/Si结构,瑞利波的机电耦合系数大幅提高,当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25时,k2max=3.41%,且vp=2 801 m/s,τf=-11.43×10-6℃-1。继续引入顶层SiO_2薄膜,即SiO_2/ZnO/IDT/SiO_2/Si结构,瑞利波相速度得到提高,但机电耦合系数随着SiO_2厚度的增加而减小。当hZ/λ=0.44,hsb/λ=0.25,hst/λ=0.25时,k2=2.61%,vp=3 036m/s,τf=18.44×10-6℃-1。双层SiO_2薄膜的引入提高了ZnO/IDT/Si结构瑞利波器件的相速度、机电耦合系数,实现了温度补偿,因此,该结构可用于高机电耦合系数、高温度稳定性及低成本SAW器件的研制。

消除单相磁通切换型磁阻电机启动死区的新型转子结构及其实验研究

该文提出一种新型转子设计方案,以克服单相磁通切换型磁阻电机(flux switching motor,FSM)存在启动死区的不足。文章分析了单相FSM的工作特点及现有关于改善、消除启动死区方法的特点与不足,基于此提出一种"错位"装配的转子设计方案,并对两种具体的"错位"装配转子结构进行了3D有限元仿真分析,最终选取了由两种不同极弧长度叠片组成的转子结构。阐述了装有该新型转子FSM控制电路的选取原则及控制方法的特点,搭建了整个电机系统的联合仿真模型并进行仿真,制作了装有新型转子的FSM样机及控制器并进行了实验测试。仿真分析与实验测试结果表明,该文所设计的新型转子结构实现了消除单相FSM启动死区的研究目标,具有很好的实用价值。

热轧钢棒曲柄剪刀片参数优化

针对热轧钢棒切头后头部局部塑性变形过大会影响下游轧机机架咬入的技术难题,拟从刚粘塑性力学基本方程分析剪刃宽度、刀尖角和刀片间隙三个刀片参数与热轧钢棒剪切后头部局部塑性变形规律,并以塌肩深度、切入深度和最大剪切力为热轧钢棒剪切后头部局部塑性变形的评估指标。采用有限元软件Deform-3D建立DIN C45热轧钢棒剪切过程有限元模型,进行仿真试验,分析多种刀片参数组合与塌肩深度、切入深度、最大剪切力值之间的关系,求解出刀片优化参数。采用该优化参数能够改善热轧钢棒切头后的头部局部塑性变形,降低头部局部塑性变形指标切入深度约40%。