基于ANSYS的车用交流发电机定子建模方法分析
基于ANSYS的发动机行星齿轮组参数化建模与分析
Hale Waihona Puke Ｐａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｒ ｉ ｃ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎｇ ａ ｎｄ Ａｎａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ Ｐｌ ｎ ｅ ａ ｔ ａ ｒ ｙ Ｇｅ ａ ｒ Ｓ ｅ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＮＳ ＹＳ
文章编号 ： １ ０ ０ １ — ２ ２ ６ ５ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ２— ０ １ ２ ９— ０ ２
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ ３ ４ ６ ２ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｍｍ ｔ ａ ｍ ｔ ． ２ ０ １ ４ ． ０ ２ ． ０ ３ ４
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的发 动 机 行 星 齿 轮 组 参数化 建模 与分析
第 ２期 ２ ０ １ ４年 ２月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍｏ ｄ ｕｌ ａｒ Ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎｅ Ｔｏ ｏ ｌ＆ Ａｕｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ Ｍａ ｎｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕｒ ｉ ｎｇ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｑｕ ｅ
Ｎｏ． ２ Ｆｅ ｂ．２ ０１ ４
０ 引 言
行 星齿轮组是 发 动机 内重 要 部件 之一 ， 它 的性 能
其保 存 为 ｓ ｔ １或 ｉ ｇ ｅ ｓ等 格 式 文 件 ， 再 将 该 文 件 导 入 Ｇ ｅ ｏ ｍ ａ ｇ ｉ ｃ Ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｏ 或 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软 件 中 进行 模 拟 分 析 。但 是ｉ ｇ ｅ ｓ 导人存 在着许 多 的不足 ， 特别 是 对于 复杂 的三 维模 型 ， 在导人转 换 过程 中往 往 会丢 失 一些 信 息 ， 例 如导入在 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ中的三 维模 型有 时候 会 出现 重 叠线 或重叠 面 ， 从而导 致 在 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ中无 法 自动生 成 体 ， 也 就丢失 了重叠部 分 的线或 面 。所 以 ， 本 例采取 直 接在 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ 里建 立简化后 的模 型进行 分析 ， 这样 就 可 以避
基于ANSYS Workbench的发电机基座结构强度分析
0引言发电机是重要的运行部件，发电机基座是发电机运行的平台，其结构强度、刚度是否满足要求决定了发电机能否安全运行。
本文涉及的发电机基座安装有美国卡特柴油机，型号CAT3512B，功率1257kW，转速1500r/min；美国ABB 发电机，型号AMG0450BB04DAPM，功率1200kW，转速1500r/min；VULKAN联轴器，型号VULASTIK-L34D0。
1建立发电机基座模型柴油发电机组如图1所示。
整体式基座由8个减震器安装于平台。
基座材质Q345B组焊而成，分设左右两道纵梁、四道横梁，腹板内布置有筋板，外侧设有吊耳，基座自重约2800kg。
纵、横梁主焊缝为全熔透焊缝，热处理消应力。
采用三维软件建立发电机基座模型，并导入ANSYS Workbench，设置四面体网格单元，划分网格后，网格单元数794975个，节点数1360491个。
2计算载荷简化模型，将柴油机及发电机等效为远端质量点加载，且考虑为刚体。
减震器设置为弹簧连接，纵向刚性4400N/mm，横向刚性5300N/mm，减震器预压缩量5mm。
考虑0.8g额外加速度。
5种工况下载荷如表1所示，其中X方向为基座纵向，Y方向为基座垂向，Z方向为基座横向。
工况柴油机发电机加速度（m/s2）说明重量（kg）扭矩（N·m）重量（kg）扭矩（N·m）X方向Y方向Z方向123458600860086008600860080108010801046004600460046004600-8010-8010-80100.8g1g1.8g1.8g2.4g1g0.8g理想纵向颠簸横向颠簸起吊固有频率表1各工况载荷3计算结果分析提取基座工况1、工况2和工况4应力云图和变形云图。
从工况1、工况2应力云图可知，基座运行时最大应力均出现在减震器的紧固螺栓处，其应力最大值为分别为68MPa、154MPa，由材料屈服强度计算出安全系数分别为5、2.2。
ANSYS CFD发动机仿真分析方案介绍
燃料分析与反应机理简化
点火分析、火焰传播速度分析、对冲火焰分析
燃料组分与反应机理数据库
燃料的 物理化 学性质
目录
• 发动机设计需求与难点 • Forte发动机仿真方案介绍 • 总结
Forte系列内燃机软件总结 模拟尽可能详细的机理 详细的雾化机理 多组分蒸发模型 多组分燃烧仿真 详细的烟气生成机理 高精度的计算结果 雾化与蒸发计算结果与实验结果相符 壁面冲击计算结果与实验相符 多组分燃烧压力值与实验结果相符 烟气计算结果与实验结果相符 较便捷的操作流程 自动网格生成&动态网格技术 便捷的简化机理流程 较高的仿真速度 与气动计算解耦的雾化机理 多组分蒸发与两相系统方程的综合使用 先进的化学反应求解器 RCCI发动机燃烧过程：470组分，8CPU，4-6h 柴油发动机完整循环：173组分，24CPU，1d
目录
• 发动机设计需求与难点 • Forte发动机仿真方案介绍 • 总结
燃烧过程中的机理与Forte系列软件的独特功能
燃烧过程中的机理 雾化机理：燃料射流破碎成小液滴
Forte系列产品的独特功能
与气动计算解耦的雾化模型、与壁面的相互作用
蒸发机理：小液滴蒸发成气态燃料
多组分蒸发模型和两相动量能量模型
混合机理：气态燃料与空气混合
通用多组分流动模型
气相燃烧机理：燃料与氧气发生氧化反应 基于真实燃料的简化反应机理模型
雾化
蒸发
混合
反应
雾化
需 要
气
体
流
场
求
解
结
果
不
A/V
需 要
气
体
流
场
求
解
State of art
ansys workbench2020工程实例解析
Ansys Workbench 2020是一款强大的工程仿真软件，广泛应用于工程领域的结构、流体、热传导等多个领域的仿真分析。
本文将以Ansys Workbench 2020为工具，通过几个典型的工程实例，解析其在工程实践中的应用和优势，帮助读者更好地了解和使用该软件。
1. 车身结构优化在汽车制造领域，车身结构的设计和优化是一个复杂而又关键的问题。
通过Ansys Workbench 2020的结构分析模块，可以对车身结构进行强度、刚度、振动等方面的仿真分析，进而优化结构设计，提高车身的整体性能和安全性。
通过对车身材料、连接结构、受力情况等多个方面的仿真分析，工程师可以更好地指导实际设计，提高设计效率和成功率。
2. 风力发电机叶片设计风力发电机的叶片设计是风力发电领域的核心问题之一。
Ansys Workbench 2020的流体仿真模块可以对风力发电机叶片的气动性能进行仿真分析，包括气动力、气流分布等多个方面的参数。
通过对叶片的材料、形状、尺寸等进行仿真分析和优化，可以提高风力发电机的发电效率和稳定性，降低能量损耗，对提高风力发电机的整体性能具有重要意义。
3. 燃烧室热传导分析在航天、航空发动机等领域，燃烧室的热传导分析是一个关键的问题。
Ansys Workbench 2020的热传导分析模块可以对燃烧室内部的温度场、热应力等进行仿真分析，帮助工程师优化燃烧室的结构设计、材料选择和冷却系统设计。
通过仿真分析，可以提高燃烧室的工作效率和寿命，确保燃烧室的安全可靠性。
4. 桥梁结构静动力分析在土木工程领域，桥梁结构的设计和分析是一个重要的问题。
Ansys Workbench 2020的静动力分析模块可以对桥梁结构在静载荷和动载荷作用下的响应进行仿真分析，包括应力、挠度、疲劳寿命等多个方面的参数。
通过仿真分析，工程师可以对桥梁的结构设计、材料选择和荷载标准进行优化，确保桥梁的安全可靠性和经济性。
Ansys Workbench 2020作为一款强大的工程仿真软件，在工程实践中具有广泛的应用前景和优势。
基于ANSYS的高压发电机定子槽电场有限元仿真分析
第27卷第6期青海大学学报(自然科学版)Vol127No16 2009年12月Journal of Q inghai University(Nature Science)Dec12009基于ANSYS的高压发电机定子槽电场有限元仿真分析马山刚1,李钊年13,王佐亮2(11青海大学,青海西宁810016;21青海桥头铝电有限公司电气检修分公司,青海西宁810100)摘要:以青海桥电实业总公司实际运行发电机为例,对额定电压为1318k V的高压发电机定子线圈槽部电场进行了ANSYS有限元仿真分析;基于电磁场有限元数值分析方法,通过对高压发电机的定子槽建立分析模型,应用ANSYS专业有限元分析软件对其进行了电场分析,得到了定子槽内部的电场强度仿真分布,仿真结果可对高压发电机的防晕和结构优化设计提供理论依据。
关键词:ANSYS;发电机;仿真;结构优化中图分类号:T M3文献标识码:A文章编号:1006-8996(2009)06-0020-03F i n ite ele m en t si m ul a ti on ana lysis of electr i c f i eld of h i gh-volt agegenera tor st a tor slot ba sed on ANS Y SM A Shan2gang1,L I Zhao2n i a n13,W ANG Zuo2li a ng2(11Q inghai University,Xining810016,China;21Q inghai Q iaot ou A lu m inium&Power Co1,L td,Xining810100,China) Abstract:The finite ele ment si m ulati on analysis of electric field of1318kV high-voltage generat or stat or sl ot by ANSYS was carried out1Based on finite ele ment nu merical analysis method,the stat or sl ot analysis model of high-voltage generat or was established,using the s oft w are-ANSYS1the er2 nuati on distributi on of electric field strength of the stat or sl ot was obtained1The si m ulati on results hel p t o anti-cor ona and structural op ti m izati on of high-v oltage generat ors1Key words:ANSYS;generat or;si m ulati on,anti-cor ona;structural op ti m izati onANSYS是专业的有限元分析软件,用其对发电机定子槽内部进行电场分析,得到的定子槽内部的电场强度仿真结果,在准确性、可靠性以及经济性等各方面都要优于传统的电磁场分析方法[1,2]。
基于ANSYSworkbench的汽车发动机连杆力学性能分析
第36卷 第2期 2014-02(下) 【107】收稿日期：2013-11-22作者简介：胡小青（1980 -），女，四川德阳人，讲师，硕士，研究方向为机械设计制造及其自动化。
基于ANSYS workbench 的汽车发动机连杆力学性能分析Mechanical properties analysis of motocar engine connecting rodbased on ANSYS Workbench胡小青HU Xiao-qing（四川工程职业技术学院，德阳 618000)摘 要：以汽车发动机用连杆为研究对象，建立了发动机连杆力学性能分析简化模型。
采用Ansysworkbench软件static structure模块，利用有限元分析法对发动机连杆模型进行模拟分析，得出了发动机连杆模型总变形、等效应力以及等效弹性应变分布。
结果显示，发动机连杆模型最大变形位于发动机小头顶部，最大等效应力位于发动机连杆与大头交接顶角处，为4.09×109Pa ，最大等效弹性应变与等效应力所处位置相同为0.02。
关键词：发动机连杆；Ansys workbench；有限元法；模拟分析；力学性能中图分类号：TG213 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)02(下)-0107-02Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.02(下).300 引言汽车发动机连杆是内燃机中的一个重要的结构零件，其作用是连接活塞和曲轴，将作用在活塞上的力传递给曲轴，使活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，对外输出做功[1]。
连杆小头与活塞销相连接，与活塞一起做往复运动，连杆大头与曲柄销相连和曲轴一起做旋转运动[2,3]。
因此，连杆体除了上下运动外，还左右摆动，做复杂的平面运动[4]。
所以，连杆的受力情况也十分复杂，工作中经常受到拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的作用[5]。
这种复杂的载荷容易引起连杆的疲劳破坏，甚至直接关系到操作人员的安全，从而造成严重的后果[6]。
基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程
基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程1前言电机NVH是指电机在运行过程中对外表现出的噪声、振动与声振粗糙度（Noise、Vibration、Harshness），其主要包括三个来源，即电磁噪声、机械噪声和空气动力噪声，在这三类噪声中，电磁噪声的频率相对来说处于高频段，尤其是与驱动器开关频率相关的电磁噪声的频率刚好处于人耳最敏感的噪声频率区间，其幅值基本上决定了电机NVH的整体指标，同时相较于其他两类噪声，电磁噪声更容易通过电机电磁和机械结构的优化设计进行有效的抑制，因此电机电磁振动噪声是我们重点关注的对象。
由于电机NVH问题的相关理论复杂，同时涉及电磁/结构/声学多学科，是典型的多物理场耦合问题，其仿真分析具有一定难度。
在ANSYS2019中，利用Maxwell2D/3D快速仿真电机在多转速下定、转子表面的频域电磁力并无缝链接到Workbench平台HarmonicResponse模块进行多转速谐响应分析，得到电机的ERP Level Waterfall图，用于分析电机在各转速下的谐振情况；同时多转速谐响应分析结果也可传递到Harmonic Acoustics模块进行Sound Power Level Waterfall的分析，用于进一步对电机噪声水平进行评估。
另外，借助于多目标优化模块可对包括电机NVH在内的各项性能指标进行参数化寻优，快速实现产品迭代创新。
本文以典型的8极48槽内置式永磁电机为例，详细介绍在ANSYS平台下电机NVH 仿真分析的流程，希望对各位工程师有所帮助。
2Maxwell电机参数化模型的建立本文虚构了一台典型的IPM电机方案，采用8极48槽，V字型磁钢，单层整距绕组，转子轴向分4段V型斜极，其他参数见表1。
表1电机参数极数8转子外径148.6mm槽数48转子内径80mm磁极类型V转子分段数4定子外径230mm绕组形式单层定子内径150mm跨距6铁心叠长100mm线圈匝数8Maxwell软件具有多种参数化建模方法，我们推荐采用软件内置UDP(User Defined Primitives)或自定义UDP的方式来建模，Maxwell内置了大量UDP模型，涵盖了各种常规电机的定、转子、绕组、机壳的模型，调用方法为Draw>User Defined Primitive>RMxprt，UDP模型中的所有几何尺寸皆可用变量进行定义以实现参数化。
基于ANSYS的高压发电机定子槽电场有限元仿真分析
坏， 对高压发 电机绕 组来说 ， 电晕放 电是一个 绝缘老 化 的重 要症状 。发 电机槽 部 电晕产 生 的根 本原 因是 定子槽 电场 的分 布不 均匀 ， 因此进行 定子线 圈槽 电场 的计算 分析 是必要 的 。
第２ ７卷
第 ６期
青 海 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
Ｊｕｎｌ ｆ ｉｇ ａ Ｕ ｉ ｒｉ （ ａ ｒ Ｓｉｎｅ ｏｒａ ｏ ｎ ｈｉ ｎｖ ｓｙ Ｎ ｔ ｅ ｃ ｃ ） Ｑ ｅ ｔ ｕ ｅ
Ｖｏ ． ７ Ｎｏ ６ １２ ． Ｄｅ ． ０ ９ ｃ２ ０
２０ ０ ９年 ｌ ２月
线 圈槽 部 电场进 行 了 Ａ Ｓ Ｓ有 限元仿 真分析 ； 于 电磁 场有 限 元数值 分析 方 法 ， 过对 高压 ＮＹ 基 通 发 电机 的定子槽 建 立分析模 型 ， 用 Ａ Ｓ Ｓ专业 有 限元 分析软 件 对 其进 行 了电场分 析 ， 到 应 ＮＹ 得
了定子槽 内部 的 电场 强度仿 真分布 ， 真结 果可对 高压 发 电机 的 防 晕和 结构优 化 设计 提供 理 仿
基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 高 压 发 电机 ＮＹ 定 子 槽 电场 有 限元 仿 真 分 析
马 山 刚 ，ｓ ， ４ ￣ 年 ， 佐 亮２ １ 王
（．青海大学 ， １ 青海 西宁 ８０ １ ； ２ １０ ６ ．青海桥头铝电有限公 司电气检修分公 司， 青海 西 宁 ８ ０ ０ ） １１０
摘要 ： 以青 海桥 电实业总公 司 实际运 行发 电机 为例 ， 对额 定 电压 为 １． Ｖ的 高压发 电机 定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ ３ ８ｋ
２ ｉ ｈ ｉ ｉ ｔ ｌｍ ｎｕ ＆ Ｐ ｗ ｒ ｏ ， ｔ， ｉ ｎ １ １０ Ｃ ｉａ ．Ｑｎ ａ Ｑａ ｏ Ａ ｕ ｉｉｍ ｇ ｏｕ ｏ ｅ ． Ｌｄ Ｘｎ ｇ８ ０ ０ ， ｈｎ ） Ｃ ｉ
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析
基于ANSYS的汽车发动机连杆的有限元分析有限元分析（Finite Element Analysis，简称FEA）是一种应用数值计算方法的工程分析技术，可以用于解决各种工程问题。
在汽车发动机设计中，使用有限元分析可以帮助工程师了解和优化发动机组件的力学性能。
本文将基于ANSYS软件，介绍如何进行汽车发动机连杆的有限元分析。
一、建模和几何参数定义：在进行有限元分析之前，首先需要将连杆的几何形状转化为虚拟模型。
一般来说，使用CAD软件绘制连杆的草图，并根据设计要求对连杆进行几何尺寸和参数的定义。
对于汽车发动机连杆而言，常见的几何参数包括连杆长度、大端和小端直径、连杆的截面形状等。
在绘制草图时，应注意考虑到实际的工程要求和设计限制。
二、材料定义和材料力学参数：在有限元分析中，连杆的材料定义至关重要。
一般来说，连杆材料应具有优异的强度和刚度，以应对高速旋转和高温的工作环境。
一般常用的连杆材料包括铸铁、铝合金、钛合金等。
在模型中定义连杆的材料属性，常用的材料力学参数有弹性模量、泊松比、屈服强度和断裂韧性等。
这些参数将作为材料的基本力学性能指标，用于后续的有限元分析计算。
三、网格划分和单元选择：在进行有限元分析之前，需要将连杆的几何模型划分成一系列小的有限元网格。
这一步骤称之为网格划分。
在网格划分时，需要根据设计要求和实际需求选择适当的网格类型。
对于连杆而言，常用的网格类型有四面体网格、六面体网格和四边形网格等。
划分后的网格中的每个单元都将代表连杆的一个局部区域，通过对每个单元进行力学计算，可以得到连杆在整个工作过程中的承载能力和应力分布情况。
四、加载和边界条件定义：在有限元分析中，需要对模型施加适当的加载和边界条件来模拟实际工作情况。
对于汽车发动机连杆而言，常见的加载和边界条件有定常和动态载荷、热载荷和流体载荷等。
例如，在连杆的大端和小端分别施加适当的载荷，以模拟发动机工作时的受力情况。
同时，还需要定义边界条件，如固定轴承的位置，以模拟实际组装情况。
基于Ansys-Maxwell的双定子永磁直驱风力发电机设计研究
压基波幅值为414- 5 V,换算成线电压有效值为
507 V$
图6双定子电机空载相电流图
图 9 双 电机 相电
图
( £
图10为双定子电机的负载电流波形图，双定子
• 勺
电机内外定子绕组负载电流波形接近正弦波,呈三相
)、衆
对称分布。对外定子A相和内定子D相负载电流波
懈
形进行
分解,外定子A相负载电流 值为
has been a new double - stator motor design method proposed and a two - dimensionai finite element modei of the motor built. With the finite element aniysis method, the no - load characteristics, on - load characteristics, maxirnum output power and maximum demagnetization work - point of permanent magnet in the double - stator motor are analyzed, and the reasonabilith of design method is verified. Key words: permanent - magnet direct - driven； double - stator motor; elecWomaaneVc design； finite element analysis
遵循“由外到内，
”的设计方案$
个主要参数值。内转子外电机内径为3 525 mm,外
转子内电机定子内径为3 060 mm,内外电机 铁
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍
Ansys仿真分析操作方法及界面介绍在现代工程设计领域中，仿真分析已经成为一种必备的工具。
Ansys作为一款全球知名的仿真分析软件，被广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
本文将介绍Ansys仿真分析的操作方法及其界面，旨在帮助读者更好地使用和理解这个强大的工具。
一、Ansys的基本概述Ansys是一款基于有限元分析原理的计算机仿真软件，提供了对结构的静态和动态行为进行模拟分析的能力。
它可以帮助工程师预测和优化产品的性能，从而减少成本和时间。
Ansys包括多个子模块，如Mechanical、Fluent、Electronics等，每个子模块都专注于某个领域的仿真分析。
二、Ansys仿真分析的操作方法1. 创建几何模型：Ansys提供了多种几何建模工具，如实体建模、曲面建模、轮廓建模等。
用户可以根据具体需求选择适当的建模方法，创建几何模型。
2. 设定材料和属性：在仿真分析中，准确的材料和属性设置至关重要。
Ansys中提供了大量的材料数据库，用户可以根据需求选择相应的材料，并为其指定适当的属性。
3. 定义边界条件：边界条件对仿真分析结果具有重要影响。
Ansys允许用户定义各类边界条件，如约束、载荷、温度等。
通过合理设置边界条件，可以更准确地模拟实际工况。
4. 网格划分：网格是有限元分析的基础，也是Ansys仿真分析的关键步骤之一。
通过对几何模型进行网格划分，将其离散为多个小单元，从而进行数值计算和求解。
5. 设置分析类型：根据具体分析要求，选择适当的分析类型。
例如，对于静态结构分析，可以选择静力学分析类型；对于流体力学分析，可以选择流体流动分析类型。
6. 运行仿真计算：设置好所有必要的参数后，点击运行按钮，Ansys将开始进行仿真计算。
在计算过程中，可以随时监视仿真状态，并查看计算结果。
7. 结果处理和后处理：仿真计算完成后，Ansys提供了丰富的后处理工具，用于分析和可视化仿真结果。
用户可以绘制图形、生成报告，进一步研究和评估产品性能。
基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程
基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程电机噪声、振动和刺激（NVH）仿真分析是电机设计过程中的重要步骤之一，可以帮助工程师评估电机设计的噪声和振动水平，及其可能的影响。
以下是基于ANSYS平台的电机NVH仿真分析流程的详细步骤：1.几何建模：首先，需要根据电机的实际设计制作三维CAD模型。
该模型应包括电机的各个组成部分，如定子、转子、轴等。
可以使用ANSYS的CAD工具，如ANSYS DesignModeler来创建几何模型。
2.材料属性定义：在模型中给各个零件定义材料属性，包括密度、弹性模量、泊松比等。
这些参数可以通过实验测量或材料厂商提供的数据来确定。
3.网格划分：使用网格生成工具，例如ANSYS的Meshing工具，对几何模型进行网格划分。
在划分时需要根据模型的几何形状和要研究的问题选择适当的网格类型和大小。
4.边界条件和加载定义：在模型中设置几何边界条件和加载条件。
边界条件包括零件之间的约束，例如固定一些部分、连接面的接触等。
加载条件包括施加在电机上的力、电磁力、电磁扭矩等。
5.动力学模拟：使用ANSYS的多物理场仿真模块，如ANSYS Mechanical和ANSYS Fluent，对电机的动力学行为进行模拟。
这包括电机的电磁场、机械运动和流体流动等方面的仿真。
可以使用瞬态或稳态分析方法进行仿真。
6.声学特性模拟：使用ANSYS的声学模拟模块，如ANSYS Acoustics，对电机的噪声特性进行分析。
可以根据电机的振动情况计算噪声，并预测电机在不同负载、速度等工况下的噪声水平。
7.振动特性模拟：使用ANSYS的振动分析模块，如ANSYS Mechanical和ANSYS Workbench中的模态分析、频响分析和转子动力学分析等工具，对电机的振动特性进行分析。
可以评估电机在不同工况下的固有频率、动态特性和振动水平。
8.结果分析和优化：分析仿真结果，包括振动、噪声和应力等方面的结果。
基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析
下层线圈连成一 体的连接 结构 。图 １ 是 某汽轮 发 电机 定子端
部 绕组 的物 理 模 型 。
２ ＿ ２ 基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的 实测 结 果 和 试 验 结 果 的 比较 图 ４显示 的是 采 用 试 验 法 （ 锤击法 ） 测 量 得 到 的 汽 轮 发 电
本文利用 Ｐ Ｒ Ｏ／ Ｅ建立某大型汽轮发 电机定子端 部绕组的 物理模型 ， 将模型导入到 Ａ ＮＳ Ｙ ｓ中后划分网格 ， 建立精密的有
限元 模 型 ， 在此 基 础 上 ， 对 定 子 端 部 绕 组 的 模 态 进 行 了数 值 模
拟， 并与试 验结果对 比， 基本 吻合 ， 为该 定子端部结构 的进一步
霎 主 坌 堑 ｓ ｎ ｅ ｊ ・ ｖ ｕ Ｆ ｅ ｎ ×
基 于 ＡＮＳ ＹＳ的汽 轮 发 电机 定子 端 部 绕 组模 态 分析
吴 疆 王会 桥。
（ １ ． 华北 电力大 学 （ 保定 ） 机 械工程 系 ， 河 北 保定 ０ ７ １ ０ ０ ３ ； ２ ． 山东 电力集 团公 司菏泽 供 电公司 ， 山东 菏 泽 ２ ７ ４ ０ ０ ０ ） 摘 要： 针对 某大 型汽轮 发 电机 定子 端部绕 组 ， 利用 Ｐ Ｒ Ｏ ／ Ｅ建立 复杂结 构 的物理模 型 ， 将建 立好 的模 型 导人 到 ＡＮ Ｓ Ｙ Ｓ中 ， 建 立数 值
质量不平衡 、 转轴不 对称 、 联轴器松 动、 结 构刚度 不足 、 结构共
振、 冷却通道阻塞 、 叶轮松动等 ， 其 中几种常见 的故障发生率 占
了总 数 的 ９ ５ 以上 ， 而 这 里 面 又 以汽 轮 发 电 机 结 构共 振 引 起 的 事故最为显著。 众所周知， 汽 轮 发 电机 在 稳 态 运 行 过 程 中会 受 到 电磁 力 的
基于ANSYS的汽车发电机连接螺栓布局设计优化
16
优化方案II-2
加强筋
加强筋
II型发电机
螺栓1
II-2型发电机 螺栓4
经调整旋转角度，调整支架设计，得到方案II-2。避免了螺栓1、螺栓4与加强筋相连。
17
II-2型谐响应计算结果
II型发电机
II-2型发电机
同样的方法对II-2型发电机进行分析，结果如上图。 螺栓1的最大应力由261MPa下降到233MPa，可见本设计对降低螺栓1的应力效果明显。
激励：X方向5g加速度
X (crankshaft) Z (piston)
Z Y
X
150
100
50
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Hz
12
I型发电机谐响应分析
基于VDA 54h 10g标准，进行谐响应分析。通过分析仿真结果，最 大应力发生在Z向（即活塞方向），302HZ时。即二阶振型引起了 螺栓1的大应力。此时螺栓1上的最大应力为240MPa时。 所以后续采用同样的方法对II型发电机进行分析，可认为螺栓上的 应力低于240MPa时是安全的。
4
连接螺栓断裂案例
5
I型发电机与II型发电机设计对比图
I型发电机
II型发电机
6
发电机悬挂方式及连接螺栓
螺栓1
螺栓2 螺栓3 螺栓4
7Байду номын сангаас
疲劳强度的获得
• 汽车发电机前后盖连接螺栓一般采用8.8级的M5螺栓。按照等级规格该螺栓的抗拉 强度是800MPa，屈服强度是640MPa。承受拉压载荷的金属疲劳极限和屈服极限之 间存在约如下转换关系。
SPMSM定转子系统及整机结构的模态分析
SPMSM定转子系统及整机结构的模态分析王伟;杜晓彬;胡弼;胡土雄;赖文海【摘要】基于Ansys平台对一款表贴式永磁同步电动机(SPMSM)建立主要系统包括定子系统、转子系统以及整机的有限元电机模型,并对其主要模态参数进行模态仿真.仿真得到各部分系统的径向模态振型以及固有频率,并分析定、转子系统及整机结构对电机电磁共振的影响,并采用锤击法验证了有限元分析的正确性.试验结果表明,整机固有频率相对误差在5.3％以内,满足实际工程的需要,为后续调整电机结构改变固有频率以期达到减振降噪的效果、避免共振现象,提供了理论依据.【期刊名称】《防爆电机》【年(卷),期】2018(053)005【总页数】7页(P10-15,32)【关键词】表贴式永磁同步电动机;模态分析;模态振型;固有频率;定、转子系统【作者】王伟;杜晓彬;胡弼;胡土雄;赖文海【作者单位】广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;广东工业大学,广东广州510006;广东省东莞电机有限公司,广东东莞523141【正文语种】中文【中图分类】TM3510 引言永磁同步电动机(PMSM)因其永磁体材料工艺的逐步改善和提升，基于稳定性、损耗、体积等方面的优异性渐渐影响传统电机市场。
随着高性能永磁材料的问世、新型控制理论的提出、电力电子器件的发展、永磁同步电机越来越受到企业和科研机构、院校的青睐。
作为永磁电机分类的一种，表贴式永磁同步电动机结构简单、安装简易、制造成本低、转动惯量小，因此广泛应用于工程和社会生活[1]。
随着电机市场的竞争和客户的反馈，振动噪声水平已成为衡量永磁电机性能的重要指标，具有低振弱噪的永磁同步电机将更具有发展前景[2、3]。
永磁电机的电磁振动与噪声，除了与径向电磁力波的幅值和频率有关之外，还与电机本体模态固有频率有关，当电磁力波的频率与固有频率接近时，即使很小的电磁力波也会引起电机的剧烈振动，产生电磁共振现象[4、5]。
基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析
基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析
基于ANSYS的汽轮发电机定子端部绕组模态分析
吴疆;王会桥
【期刊名称】《机电信息》
【年(卷),期】2013(000)030
【摘要】针对某大型汽轮发电机定子端部绕组,利用PRO/E建立复杂结构的物理模型,将建立好的模型导入到ANSYS中,建立数值分析的有限元模型,分析模态特性,得到定子端部绕组的三瓣模态和椭圆模态,并与试验数据进行了简单比较,对实践有一定的指导意义.
【总页数】2页(128-129)
【关键词】汽轮发电机;定子端部绕组;模态分析
【作者】吴疆;王会桥
【作者单位】华北电力大学(保定)机械工程系,河北保定071003;山东电力集团公司菏泽供电公司,山东菏泽274000
【正文语种】中文
【中图分类】
【相关文献】
1.汽轮发电机定子绕组端部模态测试与分析 [J], 何青; 崔志斌; 韩泓池
2.1200 MW级汽轮发电机定子绕组端部模态分析[J], 陈力飞; 吴新亚; 董兴建; 彭志科; 孟光
3.大型汽轮发电机定子绕组端部模态仿真与试验研究[J], 黄伟; 孙首群
4.大型汽轮发电机定子绕组端部模态分析 [J], 岳国良; 贾伯岩; 张建忠; 吴学超
5.四极汽轮发电机定子绕组端部固定结构振动模态研究 [J], 刘文博; 吴新亚; 胡。
基于ANSYS电机定子绕组热模型等效方法的分析研究
基于ANSYS电机定子绕组热模型等效方法的分析研究史忠震【摘要】根据电机绕组实际分布规律,建立了电机绕组两种等效模型,同时运用ANSYS有限元分析软件分别对该两种等效模型进行温升分析研究,并通过温升实验研究来得出两种等效模型中较为合理的绕组热模型.该绕组模型等效方法的得出为永磁电机有限元分析模型合理性建立有一定的参考意义.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2015(000)004【总页数】4页(P54-57)【关键词】电机绕组;等效模型;温度场;有限元【作者】史忠震【作者单位】贵州交通职业技术学院,贵州贵阳550008【正文语种】中文【中图分类】TM33;TM351电机作为动力源，在电器以及各种机械上得到了广泛应用，发热是电机中普遍存在的问题，温度过高将严重影响电机性能和使用寿命[4]。
然而在电机设计过程中能有效计算出电机运行时的温度，有效优化设计，保证电机各部件温升在要求的范围内，电机才能安全运行，寿命才能相应提高。
本文以一台永磁电机定子为例，运用ANSYS有限元分析软件对其两种等效模型进行温升分析研究，并通过温升实验研究来得出较为合理的绕组热模型。
该绕组模型的等效方法为电机有限元分析模型合理性建立提供一定的参考意义，为有限元分析精度的提高有一定的指导价值。
以一台定子槽数为12，每槽导体数264个，槽满率为40%的永磁电机定子为例。
电机定子的实际模型如图1所示。
在等效建立电机定子模型之前，首先进行一定适当的假设[4]：1)定子槽内导线排列均匀，并各铜线之间无温差；2)定子槽内为完全浸漆，没有任何气体存在；3)槽绝缘与定子槽紧密结合。
绕组模型建立是以每槽的槽满率为基础，每槽铜线的面积尽可能的与实际铜线面积相符合，并使铜线总重量与实际重量尽可能相近。
针对该电机定子作了两种方案的等效模型：a)忽略掉电机定子槽内的浸漆层，按照每槽槽满率将定子每槽的绕组等效为一体，外层有槽绝缘和绕组绝缘的混合体包裹，绕组整体形状为鼠笼式。
「干货」ANSYS新能源电机设计解决方案需要学习仿真知识的看过来
「干货」ANSYS新能源电机设计解决方案需要学习仿真知识的看过来来源：网络随着汽车制造商争先以下一代汽车占领市场，本已经残酷的市场竞争变得更加激烈。
而提高燃油效率、减少环境污染是政府、行业市场和消费者共同的要求，另外小型、轻便、高燃油经济性也越来越受到消费者的青睐。
新能源汽车顺应了市场的需求，进入了快速发展的阶段，但驱动电机、动力电池系统、IGBT及控制器等电驱动关键零部件及其系统一直是众多企业的重点和难点，如何在机遇与困难面前抢占先机，ANSYS已经准备了专业化的工具，帮助您在未来汽车制造中获得竞争优势。
HEV/EV动力总成系统如下图1所示，其所对应的关键技术如图2所示，针对这些成千上万个零件的系统性能优化，ANSYS提供了全面地多物理场技术（图3、图4）助力新产品的研发设计，缩短产品研发周期，提高产品性能，提升企业的市场竞争力。
图1图2图3图4新能源电机设计是一个复杂的多物理场问题，它涉及到电磁、结构、流体、温度和控制等多个领域。
随着新材料、新工艺以及各种电机新技术的发展，电机设计的要求越来越苛刻，精度要求也越来越高，传统的设计方法和手段已经不能满足现代电机设计的要求，必须借助于现代仿真技术才能解决各种设计难题。
针对电机永磁化、高速化、无刷化、数字化、集成化、智能化、高效节能化的发展趋势和相关技术挑战，ANSYS能提供集成化设计解决方案和流程，高效实现电机从磁路法到有限元、从部件到系统、从电磁到多物理场耦合的多领域、多层次、集成化电机及驱动/控制系统设计。
ANSYS集成化电机设计流程主要包括（图4）：1. 电机快速设计和方案优选：采用电机磁路法设计工具RMxprt（图5），快速实现电机的初始方案评估和优化设计，缩小电机的设计空间，并一键输出电机二维或三维有限元模型以及电机的系统仿真模型备用；图52. 电机电磁场有限元精确优化设计：采用Maxwell（图6）二维或三维电磁场有限元仿真，并结合内置外电路或Simplorer控制电路，对电机有限元模型进行仿真设计和细节优化，并输出等效电路模型备用；图63. 电驱动系统集成化设计：采用Simplorer进行电机及控制系统仿真，结合SCADE嵌入式控制代码自动生成技术；结合Maxwell场路耦合、瞬态协同仿真技术；结合Q3D线缆、母排、IGBT寄生参数提取技术；对整个电驱动系统进行高精度仿真和性能优化（如下图7所示）；图74. 电机电磁、热耦合分析：采用Maxwell输出电机的几何模型和分布式损耗到Mechanical或FLUENT等工具中，进行电机温度场仿真，实现电磁、热单/双向耦合分析，预测电机在各种工况下的温升并优化散热系统设计（如下图8所示）；图85. 电机电磁、振动、噪声耦合分析：采用Maxwell输出电机的几何模型到Mechanical，利用Workbench和ANSYS电机电磁、振动、噪声自动化耦合仿真流程，便捷地分析电机在各种工况下的结构应力、形变以及振动噪音（如下图9所示）。
ANSYS与ansoft电机仿真步骤
A N S O F T建模1、在ANSOFT软件中建立电机模型第一步、在ANSOFT绘制电机模型第二步、选择“Modeler”菜单下的“Export”项会出现下面的窗口选择保存为“step”格式的文件。
这时可以退出ANSOFT软件。
ANSYS仿真一、稳态温度仿真第一步创建稳态温度仿真模型第二步、添加材料及属性，属性主要为“导热系数”选择“Engineering data”→”Edit”开始添加材料第三步、添加完材料后，导入在ANSOFT下创建的电机模型，选择“Geometry”按下面选项选择选择ANSOFT下保存的“step”格式的电机模型第四步、导入模型后，给模型添加材料。
选择“Model”→”Edit”进入下面的窗口，按下面的步骤给电机的各个部分选择对应的材料。
第五步、添加完材料后，返回主窗口，更新修改后的工程文件如果没有问题，会变为第六步、添加热载荷首先添加自由度，在温度场分析中选择为温度，按下面窗口选择。
接下来，编辑温度，并选择应用区域，这儿定义整个模型的初始温度相同。
下面添加热载荷，按下面的窗口选择，这里选择“热生成率”。
编辑添加的热生成率数值，并选择应用区域，这儿选择所有的绕组。
添加完载荷后，更新一下工程文件，通过后，可以选择“Solve”进行求解。
如果求解成功后，左边的窗口会变成右边的窗口。
第七步、查看仿真结果。
按下面的窗口选择观察变量。
二、瞬态温度仿真第一步、建立瞬态温度分析模型第二步、添加材料及属性，方法与稳态时相同。
但材料的属性不同，这里需要添加材料的“密度”、“导热系数“、“比热容”。
“Toolbar”窗口如下。
按照各个选项添加数据。
除了添加载荷不同，接下来的步骤与稳态时相同。
设置仿真步数为多步。
按下窗口设置载荷数据，设置为“阶梯数据”。
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