磁场能量有限元法在电机参数计算中的应用

绕组的自感和互感参数计算是建立电机数学模型的基础,在很大程度上决定了电机性能计算的准确性。现有的电机绕组电感计算方法大多忽略了磁路饱和的影响,而且没有考虑定、转子齿槽以及气隙不均匀或不对称对电机参数的影响。电机磁场的有限元数值解法(包括其他数值解法)为电机的参数计算提供了一种更为准确的方法。本文介绍了一种建立在磁场能量摄动法基础上的电感参数有限元计算法。该法不受电机类型和绕组、气隙结构的限制,通用性强,准确程度高,可用于分析具有各种绕组或气隙结构的特种电机的参数和性能。文中给出了用该法计算一台六相方波电机电感参数的应用实例,并给出了电机参数计算值与实测结果的比较。     

汽轮发电机不同负荷时电磁场的分析与计算

准确计算电机电磁场的分布可以为进一步确定电机参数、性能曲线、温升等奠定基础,因此电机电磁场的分析和计算是电机设计和制造的主要工具之一。基于此,建立了大型汽轮发电机电磁场的数学模型。考虑到定、转子齿槽的影响、气隙磁场的扭斜等因素,分析了电机整个圆周上的磁场分布。采用有限元数值方法计算了电机空载、额定负载以及任意负荷时的电磁场分布,分析过程中考虑了导磁材料的非线性。采用电磁场的计算结果确定了电机定子铁心的损耗,并将其应用于定子温度场的计算,计算结果与发电机运行时的实测值相比较,误差满足工程需要,证明提出的模型和方法是正确的。     

双转子永磁电机内部磁场耦合问题的研究

双转子永磁电机（DRPM）内外电机磁场之间存在着耦合,通过改变定子厚度可以改变内外磁场之间的耦合关系,实现内外电机的磁场解耦。分析了电机内部磁路结构,利用等效磁路法对电机气隙磁密进行了计算,通过有限元分析软件,建立仿真模型并进行仿真计算。通过对不同尺寸的计算结果分析得出永磁体充磁方向相反时内外电机磁场互不干扰的定子轭部厚度值。达到了优化电机结构的目的,为双转子电机的进一步优化设计奠定了基础。     

永磁电机二维电磁场计算

永磁电机的结构多种多样,它的磁场是三维分布,计算困难．一般采用二维场计算进行等效,在对多种结构永磁电机电磁场计算的基础上,建立了永磁电机二维电磁场计算模型,同时进行了修正,提高了计算精度,满足了工程实际的要求．     

海洋机器人推进器电机的电磁场计算

利用有限元法计算海洋机器人推进器电机的电磁场 ,从而求出电机的漏磁系数。电机设计人员通过将电磁场计算出的漏磁系数与电机设计值相比较 ,调整电机的结构尺寸 ,再利用电磁场计算校核 ,最终设计出既满足稳态性能要求 ,又满足动态性能要求的电机。     

面向对象技术的永磁电机二维电磁场计算软件

解决了永磁电机电磁场计算的一些关键技术,用面向对象的程序设计方法开发了永磁电机二维电磁场计算软件。     

电机暂态过程电磁场数值计算的一种新方法

为了应用有限元频域算法计算具有相对运动的电机时变电磁场,本文采用了有限元电机气隙单元算法,并对其作了改进,从而大大地减少了计算量,由于电机定、转子上的矢量磁位在频域内分布不同,本文提出了分区算法,解决了定子、转子相对运动时的频域计算问题,最后用—模拟发电机空载特性的计算与实验结果作了比较,对该算法进行了验证。     

微分积分结合方法在轴向气隙永磁电机三维磁场计算中应用

微分积分结合方法在计算电机内磁场时,不仅具有连续性求解的优点,而且它是实现在小型机上算大题目较为理想的方法。用这种方法计算传统电机的三维磁场问题已有人做过一定的工作,而用这种方法计算结构特殊的轴向气隙永磁盘式电机的三维磁场还存在一些新的问题需要解决。论文作者已成功地将这种方法用于轴向气隙永磁盘式电机的三维磁场计算中。本文只介绍其计算过程中与传统电机不同的两个特殊问题,即轴向气隙永磁电机的有限元离散方程中永磁体激励项计算方法及对称旋转公式的研究,最后给出用此方法对一台爪形电枢轴向气隙永磁盘式电机三维静磁场的计算结果。     

反向法变极电机的槽电流分析目

非正规相带绕组电机的参数计算问题终是困扰设计人员的一个难题,因此研究了单绕组反向法变极电机槽电流的分布规律,导出了槽电流分布的通用公式,为研究较准确的非正规相带绕组电机参数计算方法做了理论准备。     

环状压电超声电机的多频率驱动分析与实验

针对压电超声电机的多频率驱动问题进行研究,设计并制作了利用定子内圆周面驱动的环状压电超声电机,明 确了利用行波驱动电机转子的机理。通过有限元计算给出了电机定子所用弯曲模态的振型与位移云图。以计算结果为基础, 分析了电机所用的压电陶瓷片的极化分区与定子弯曲模态激发之间的关系,得出了所用的压电陶瓷片能够实现电机多频率转 动的结论。完成了所研制的超声电机的多频率驱动实验。实验结果表明,电机能够实现在多频率点的转动。依据本文分析思 路,可以对其他结构形式的超声电机的多频率驱动问题进行研究。     

电磁场分析中大型稀疏方程组迭代解法的改进

针对电磁场数值分析中的大型稀疏对称线性方程组,尤其是求解棱边有限元法生成的奇异方程组,通过时谐涡流场实例计算,比较了目前文献中出现的各种预处理共轭梯度算法,提出了一种改进的预优处理的不完全乔列斯基分解共轭梯度算法,并得出了分别适用于节点有限元与棱边有限元离散方程组的最优预处理共轭梯度算法。最后对非对称方程组的求解进行了讨论。     

网架结构计算的超级元法

结合网架结构的特点，介绍了一种半连续半离离的数值计算方法－超级元法，该方法可以将庞大复杂的结构划分成若干超单元，每个超级单元包含多个构成件，从而可减少自由度，节省计算时间，提高工作效率，经算例分析，证实该方法可以得到较精确的结果，对多构件复杂结构来说是一种很实用的计算方法：（1）工作效率，经算例分析，证实该方法可以得到较精确的结果，对多构件复杂结构来说是一种很实用的计算方法。     

无限单元法在坝体温度场分析中的尝试

为提高计算效率,首次在温度分析中引入无限单元法,给出了一种无限元温度模式,以有限元与无限元耦合的方式分析大坝及其基础的温度场,可以有效地考虑坝基的影响,并较常规有限元计算大大减少了计算的单元数量,同时对无限单元模型中衰减函数的衰减系数及衰减中心位置的选取进行了探讨.算例表明,该方法计算精度良好,在节约计算时间、提高运算效率方面的效果十分显著.算例结果显示,在所建议的较广的取值范围内,不同的衰减系数和衰减中心对计算结果的影响并不显著,均可取得较好的计算成果,并表明该方法给出的温度无限元的计算模型具有良好的数值稳定性,是一种切实可行的方法.     

非均匀变截面平面刚架稳态谐振动的新算法

给出了非均匀变截面刚架在任意谐振荷载和任意边界条件下的一个新的有限元解。此方法不须用变分原理,对刚架中任一变截面杆直接从微分方法出发,用矩阵迁移法直接推出单元刚度矩阵。大大减少了计算时间,节约了计算机内存,并有较高的数值精度,可同时计算变截面刚架的强度问题。     

关于动应力强度因子的有限元分析

本文用三角形四分点元及J(t)积分两种有限元方法进行了动应力强度因子的计算分析。结果表明,前者采用较少单元即可获得比较满意的结果,而后者可获得更高精度的K_I(t)值。     

成品油管网水力计算的有限单元法

借鉴给水工程中管网水力计算有限单元法的基本原理，并结合油品管路的摩阻计算方法，探讨了利用有限单元法对成品油管网进行水力计算问题．研究表明，有限单元法用于成品油管网的水力计算切实可行．具有计算速度快、上机前准备工作量小和编程简单等优点．     

烟机叶轮的计算模型研究与强度分析

烟气轮机结构设计的关键是准确计算叶轮强度。采用数值模拟仿真的方法,通过有限元软件ABAQUS计算叶轮强度,计算内容包括叶轮的动静强度。物理模型选取叶轮的1/66,静强度计算结果显示最大应力发生在叶身底部背弧的中心位置,这与实际运行现场发生断裂故障一致,说明进行叶轮的静强度有限元数值计算时在保证网格质量的前提下必须考虑叶根与榫槽接合面之间非线性接触效应,而且接触部位的网格需用六面体网格。动频数值计算时,分别对2种约束形式下的模型进行计算,结果表明固定叶根情况下动频与考虑接触效应动频之间的差异主要体现在一阶模态上。强度分析表明该型号烟机的叶轮强度满足要求,对烟机叶轮的叶型设计具有指导意义。     

Numerical Simulation of Mold Filling in Resin Transfer Molding Using Isoparametric Method

The mold filling of RTM was simulated based on the control volume finite element method ( CV/FEM). The formulation using isoparametric transformation was discussed in detail and a computational code based on isoparametric technique was developed. The simulation results were compared with experimental data.Different isoparametric elements, quadrilateral and triangular, were compared in the simulation. It demonstrates that the use of bilinear quadrilaterol isoparametrie elements in simulating the process can produce a higher precision and cost a less time than the use of triangular ones.     

上部结构-桩筏基础-地基相互作用有限元分析

为了研究结构-桩-土的相互作用,利用有限元程序对上部结构-桩筏基础-地基相互作用体系建立了三维有限元分析模型.通过计算分析并与常规设计作了比较,对两种情况下上部结构的内力变化作了探讨.结果表明:筏板发生"盆型"变形,上部结构的梁、柱内力都发生了重分布:即四个角柱轴力增大,边柱和内部柱都出现卸荷现象;柱端弯矩最大值和梁端弯矩最大值都出现在最底层.计算中土体、桩、筏、结构等材料都取弹性范围分析.     

纤维增强复合材料冲击失效的二元模型分析

为了分析纤维增强复合材料在冲击载荷作用下的损伤破坏问题,提出一种基于二元模型的有限元方法. 将复合材料分为纤维束和等效介质2部分,根据它们的受力变形特点,分别采用杆单元和三维实体单元进行模拟,通过多点约束将2种单元集成为二元模型. 同时,对这些单元分别选用合适的失效准则模拟冲击作用下的损伤失效过程,并通过用户子程序VUMAT编程实现. 采用该方法对三维正交机织复合材料靶板的弹道侵彻过程进行仿真分析,结果表明：得到的子弹剩余速度与文献中的实验值和仿真结果较吻合,该二元模型和方法在纤维增强复合材料冲击破坏分析中具有较高的计算精度和效率.