基于ANSYS的电振给料机的设计与数学建模

基于解耦原理,设计了一种新型的直线式电磁振动给料机.该给料机具有垂直和水平两个方向上的振动,它们相互独立,可分别进行控制.通过对运动时物料的受力分析,建立了运动学模型,应用牛顿定律,建立了垂直和水平方向上的振动数学模型,并推导了垂直和水平方向上的传递函数,最后利用ANSYS软件对结构进行了模态分析和谐响应分析,验证了数学模型的正确性.     

多盘转静子系统轴向碰摩点分布研究

为分析转静子系统发生轴向碰摩时碰摩点的分布情况,建立了多盘转静子系统力学模型,综合考虑了盘在横向和纵向上的振动位移,应用弯曲变形理论确定了圆盘在两个方向上的转动角位移,基于平行四边形法则得到了圆盘的合成角位移,推导并给出了碰摩点分布及其轴向碰摩力的数学表达式。根据所推导的碰摩点轴向位移和轴向力公式,即可建立轴向碰摩时的振动微分方程。     

开关磁阻电机定子系统磁固耦合解析建模分析

建立了开关磁阻电机定子系统磁固耦合振动微分方程;在考虑开关磁阻电机位移场与电磁场相互作用、相互影响的条件下,利用麦克斯韦张量法和磁路法,推导出开关磁阻电机定子系统所受径向电磁力;结合梁函数组合法解得定子系统径向振动位移表达式。以一台8/6样机为例,将所求结果与二维有限元分析结果进行了对比,验证了所建模型的有效性,所建模型符合实际开关磁阻电机结构及运行特点。     

冻融循环作用下混凝土结构寿命分析

分析混凝土冻融试验资料,推导出混凝土的粘聚力c及内摩擦角φ值与混凝土冻融循环次数N、未冻融前单轴抗拉强度ft0及单轴抗压强度fc0的关系公式;推导出弹性模量E及泊松比μ与混凝土冻融循环次数N的关系公式;通过联系实验室冻融和现场冻融的等效室内冻融循环次数公式,得出等效室内冻融循环次数的经历时间.然后采用有限单元法对混凝土结构在冻融循环条件下的应力、应变及屈服状态进行分析,并对其寿命进行预测.最后,采用此方法,预测了一个混凝土简支梁结构的寿命.     

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。     

对转螺旋桨用永磁盘式对转电机磁场仿真分析

为了解决传统对转螺旋浆电力推进电机的成本高、定转子散热和输出转矩不平衡的问题,设计了一种新型结构的单定子、双转子永磁盘式对转电机。介绍了该电机的基本结构、运行原理和电机磁路特点,对电机内部对转磁场的耦合问题进行了分析,并引入等效磁路模型,同时给出了直角坐标系下,转子磁极表面的磁通密度公式,采用有限元法分析电机气隙磁场和平均半径处的气隙磁密。制造了一台盘式对转样机,并搭建试验平台测试了电机的三相感应电动势。测试结果表明：由于电机定子绕组端部长度的不对称,出现了三相感应电动势的不平衡现象。     

基于多回路-有限元耦合数学模型的发电机定子单相接地故障暂态分析

发电机数学模型是设计、优化其继电保护方案的理论基础。将多回路方法与电磁场有限元计算相结合,建立了发电机的多回路有限元耦合数学模型,其突出优点在于:可以计及定子绕组对地分布电容,磁路饱和以及涡流等因素,因而适用于发电机定子单相接地故障暂态分析。分别应用多回路模型、多回路有限元耦合模型进行定子绕组单相接地故障暂态数字仿真。仿真结果与实验结果对比表明,相对于多回路模型,多回路有限元耦合模型具有更高精度。     

基于实验的PCB板动态性能等效建模方法

PCB板因内部结构复杂而有限元建模困难或无法进行建模,为此提出了基于实验数据的PCB板动态性能等效建模方法。该方法利用原PCB板的外观主尺寸构建等效几何模型,利用质量相等原则获得等效密度,并通过有限元理论和振动理论推导了等效模型的等效刚度求解公式。在此基础上,分析了约束方式对等效刚度的影响。等效实例分析结果证明该等效方法是切实可行的。     

基于多场耦合的开关磁阻电机振动研究

开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor,SRM)在运行时会产生振动及噪声,这是因为在SRM运行过程中产生的径向力引起定子变形,从而产生振动和噪声。通过Maxwell对SRM进行电磁瞬态分析,将得到的电磁径向力耦合到ANSYS WORKBENCH平台,通过谐响应分析其受力后的振动频率,同时对电机定子进行模态分析,得出定子的固有频率,从而在设计上避免振动频率与固有频率一致产生的共振问题。     

用电离平衡常数确定平衡移动的方向

本文对电离平衡反应用热力学进行了处理,推导出了计算平衡反应的平衡常数K_3的公式。通过查化学手册上的数据计算出K_3值,然后采用K_3值就能确定其平衡移动的方向。     

平板型混合式直线步进电机的关键参数

通过有限元法对一种混合式单边型结构的直线步进电机的若干关键参数进行优化分析.采用有限元法研究了该结构电机在体积一定条件下绕组控制电流和气隙大小对电机切向力、法向力的影响,得到了相应的关系曲线;在动子、定子齿宽齿距比一致与不一致的两种情况下,计算不同齿宽齿距比时电机的切向力和单边法向力大小,并具体分析了电机静态切向力的谐波状况,得到两种情况下最大保持力和最大基波推力所对应的齿宽齿距比.结果表明：当动、定子齿宽齿距比在0.33～0.38时可使切向力及其基波分量较大且法向力较小,其中在0.36左右时,电机的基波推力最大.     

A Damping Characteristics Calculation Method of Metal Dry Friction Isolators

The dry friction ring-type vibration isolator is considered as an isotropic continuous medium.A method of dry friction hysteresis loop calculation is proposed based on friction force analysis of contact beam.The friction force is modeled as an equivalent distributed moment to use the finite element method(FEM)to calculate the dry friction vibration isolator hysteresis loop,so the damping characteristics can be obtained.A comparison of the hysteresis loop calculation results and the experimental results shows the average relative error is 2.7%,it proves the calculation method is feasible.     

应力刚化及流体压缩性对混流式水轮机叶片动力特性的影响分析

根据几何非线性问题中的有限变形理论,考虑水体的压缩性用有限元法的位移-压力格式及Galerkin法对混流式水轮机叶片-流体组成的流固耦合系统进行离散,建立了考虑应力刚化影响的转轮叶片流固耦合系统的振动控制方程,并用考虑初应力刚度的有限元法分别对整体转轮叶片及单叶片的耦合模态进行了大量计算,详细分析了旋转离心力和水压力以及流体密度的变化对叶片动力特性的影响,初步揭示其影响规律．     

永磁偏置径向磁轴承在磁悬浮反作用飞轮系统中的应用

针对现有径向磁轴承结构电励磁磁路耦合的缺陷,设计了一种新型径向永磁偏置混合磁轴承结构,介绍了这种轴承的结构特点和工作原理,并利用等效磁路法和有限元法(FEM)对该永磁偏置径向混合磁轴承进行了电磁分析,得出了磁轴承的数学模型和主要参数。研究结果表明,该径向永磁偏置磁轴承可以有效地避免磁路耦合现象,提高磁轴承系统的控制性能。     

磁流变阻尼器与磁悬浮系统并联隔振研究

针对磁悬浮隔振装置参振质量大,系统的等效刚度、等效阻尼受控制参数稳定区域的限制,在振动幅值较大时的抑振效果不理想的问题,设计了一种小位移大阻尼力的挤压式磁流变阻尼器,为磁悬浮隔振系统附加阻尼,可以显著减小系统振动.介绍了该磁流变阻尼器的设计方法,实验特性,并将该磁流变阻尼器与磁悬浮装置并联起来,实验证明,这种方法可以显著减小振动,提高系统隔振性能.     

振动偏心时定子绕组短路对振动特性影响分析

考虑了实际运行的发电机普遍存在的振动偏心状态,对定子匝间短路引起的发电机振动特性进行了机电耦联交叉特性分析。首先分析定子绕组匝间短路后气隙磁场变化特征,计算得到气隙磁导、气隙磁密和气隙磁场能的表达式,然后得到作用于转子的不平衡电磁力特性和作用于定子的脉振电磁力特性,最终得到定转子径向振动特征。并实际测试了SDF-9型和MJF-30-6型故障模拟发电机定子绕组匝间短路时定转子径向振动信号,与理论分析结果基本吻合。     

空心式永磁直线伺服电机气隙磁场及推力分析

通过解析法和有限元法对双边空心式永磁直线伺服电机的磁场和推力特性进行了分析.采用等效磁化强度法,将永磁体等效为磁化强度分布函数,建立磁场向量磁位的微分方程组并采用分离变量法进行求解,推导出磁通密度的解析公式.同时采用Ansoft Maxwell软件对电机磁场进行了有限元分析,结果证明磁通密度解析公式是准确的.针对5极/3线圈短距绕组结构的电机,推导出电机动态推力的解析公式,解析法推力计算结果与有限元法计算结果的相对误差为3.28%,证明推力解析公式是准确的.推力解析公式表明,当电机电枢电流为正弦电流时,电机推力仅含有6倍频的谐波分量,且推力波动小.气隙磁场和推力解析公式有助于分析电机磁场分布和推力波动情况,为电机优化设计提供基础.     

异极型径向磁轴承的非线性解析模型

针对异极型径向磁轴承（HeRMB）气隙磁密分布和电磁力的计算,建立等效磁路法和气隙磁导函数相结合的非线性解析模型.通过计算磁轴承磁路各部分的集中磁导,建立计及饱和效应的等效磁路.采用考虑齿槽效应和转子偏心的气隙磁导函数计算气隙磁密分布,得到作用在转子上的电磁力,利用有限元验证了该解析模型的计算精度. 利用建立的解析模型,研究偏置电流的影响和耦合效应.结果表明,偏置电流的变化对电磁力特性有很明显的影响;当转子无偏心时,X、Y 2个方向相互解耦,当转子有偏心时,2个方向之间会有耦合.     

自同步振动磨机的非线性动力学特性

通过试验,研究了自同步振动磨机内物料运动形式,考虑了物料区间性非线性作用力,建立了物料非线性作用力自同步振动磨机的振动方程．用非线性理论中的等效线性化法求出振动方程的一次近似解及物料的结合系数与阻力系数     

分裂变压器平衡绕组结构分析

计算了带有平衡绕组的轴向分裂变压器发生短路故障时,短路电流及并联绕组电流的分配;分析了平衡绕组结构的改进措施,并对结构改进前后各绕组受力进行了计算比较。结果表明,结构改进后,当低压绕组发生突发短路故障时,短路绕组所受到的电磁力降低了。