电机结构系统振动的有限元计算

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伴随着电机行业的不断发展,人们对电机的要求也越来越高,电机的振动问题也日益重要。本文利用商业软件ANSYS对电机进行有限元计算,详细研究了电机转子的模态、基座地脚对电机模态的影响以及基座地脚刚度分析,同时把建立的模型与实验结果进行对比,验证了模型的可靠性。研究成果主要分以下三个部分:1、利用ANSYS建立转子的模型并将前四阶固有频率有限元计算结果同实验结果进行了对比,提出了软化层的概念来模拟转子铁芯和转子轴的间隙对转子轴和转子铁芯刚度的影响,使得转子轴和转子铁芯刚度连续,详细讨论了软化层取不同弹性模量和厚度对转子固有频率的影响。研究表明,软化层的弹性模量在大于1.78×109Pa时,前六阶振型不发生改变,当弹性模量继续降低时,转子的振型将发生改变。软化层厚度发生改变,固有频率值变化较小。2、利用ANSYS建立整机模型并将前六阶固有频率有限元计算结果同实验结果进行对比,讨论了电机基座底脚的斜板长度和基座地脚与地面连接软化层弹性模量对电机振动模态的影响。研究表明,随着斜板长度改变,第一阶和第六阶固有频率会有波动变化,其余固有频率基本呈线性递减;随着基座地脚弹性模量降低,电机固有频率会降低,在软化层弹性模量为1.78×109Pa时,电机振型会发生改变,电机的振动趋于平缓,基座地脚振动加大。3、利用ANSYS建立基座地脚的模型并施加外力,计算了基座地脚在X、Y、Z三个方向上的刚度,研究了基座地脚刚度随着基座地脚的弹性模量和厚度改变的影响规律。研究表明基座地脚刚度变化与基座地脚的弹性模量和厚度变化线性相关。
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