基于灵敏度分析的主轴热特性有限元模型修正

提出了一种基于灵敏度分析的模型修正方法。以某机床厂高精度磨床主轴系统为研究对象,通过有限元法仿真主轴系统温度场,结合试验测得几个关键测量点的实测温度,推导出修正边界条件的灵敏度矩阵,并反求出待修正参数的优化值,修正该主轴系统的热特性有限元模型。试验结果表明,基于灵敏度分析的模型修正方法经过4次迭代就能收敛到最优值,且经修正后的模型参数能使仿真的温度场最大误差从1199%减小到288%。     

基于半功率带宽法的行波超声电机谐响应分析

该文以本单位研制的中空行波超声电机定子为对象,进行了有限元建模及谐响应仿真,发现定子阻尼比的设置对仿真结果的准确性影响较大。通过多普勒激光测振系统测得定子模态参数,利用半功率带宽法求出定子模态阻尼比,代入模型后仿真跟实测结果基本吻合,工作模态B_(011)频率仿真误差为1.66%,振幅仿真误差为4.61%。将定子齿特征参数化,分析了齿距和齿高对定子模态的影响。根据低转速、大扭矩的电机设计目标选取了合适的齿参数,加工出新定子实物。基于同样阻尼比再次进行有限元仿真并对新定子进行激光测振,对比得到工作模态B_(011)频率仿真误差为0.62%,振幅仿真误差为1.94%,验证了有限元谐响应仿真的准确性。此外,对原定子和新定子组装的电机进行性能测试,后者最高空载转速降低了30%,堵转扭矩提升了20%,符合预期设计。准确的参数化有限元模型有助于促进超声电机的快速化设计,提高了对符合电机目标功能的设计参数的选择效率。     

行波型杆式超声电机定子模态干扰的研究

行波型杆式超声电机定子模态干扰会造成电机工作效率低下,不稳定,难以控制等问题。首先利用有限元法和Hamilton理论,建立行波型杆式超声电机定子的动力学有限元模型;其次进行模态分析,求解各模态频率对定子结构参数的灵敏度,以此为依据进行结构参数调整,实现定子工作模态与干扰模态分离;最后制作了定子样机。其模态试验结果表明达到了模态分离的目的:定子工作模态频率至少在2 kHz范围内不存在其他干扰模态,从而验证了该方法的有效性。     

模态相关性分析和模型修正技术在反射镜仿真中的应用

胶的弹性模量和泊松比对反射镜光机仿真结果有重要影响,但参数受多种因素影响难以准确获得.通过测试得到反射镜的试验模态,根据文献[1]中胶的参数进行有限元仿真得到仿真模态,经相关性分析发现仿真模态和试验模态相关性差;随后以胶的弹性模量和泊松比作为设计变量,经SQP优化迭代得到胶参数,模型修正后的仿真模态和试验模态相关性显著...     

行波型球形超声电机定子的优化设计

提出了一种具有同步调心结构的球形超声电机,建立了电机驱动力矩的数学模型,重点对行波型定子进行结构优化设计。利用ANSYS对定子进行模态分析和谐响应分析;通过灵敏度分析确定结构参数优化变量,以最大干扰模态与工作模态频率差和最大定子表面振幅为优化目标,建立设计空间的响应面模型,采用多目标遗传算法(MOGA)进行优化求解得到Pareto前沿,最终确定结构参数并对定子试制件进行定扫频实验。测试结果表明,优化后的定子工作模态频率±2 kHz内无干扰模态产生,且定子两相驻波表面质点具有较大振幅,满足使用要求。     

解决超声电机定子模态混叠的有效方法

针对超声电机定子在设计过程中的模态混叠现象,从定子的灵敏度分析出发,利用有限元法,计算出旋转型行波超声电机定子的模态频率对各结构参数的灵敏度,寻找出分离超声电机定子工作模态与非工作模态的一般方法。文中以南京航空航天大学超声电机研究中心研制的某TRUM-60旋转型行波超声电机为例,对其工作模态与非工作模态进行了分离,计算结果表明,该文提出的方法能很好的把工作模态与非工作模态分开。试验也证明该办法是行之有效的。     

光电稳瞄系统内框架动力学模型修正方法研究

为提高光电稳瞄系统内框架结构动力学模型准确度和仿真分析效率,提出了基于多种群遗传退火算法的结构动力学模型修正方法。以某光电稳瞄系统内框架为研究对象,通过动力子结构法建立有限元模型,对比模态测试结果,采用多种群遗传退火算法及相关性分析对有限元模型进行修正,得到全局优化下内框架轴承的六向刚度值,并对修正后的模型进行了实验验证。结果表明,有限元模型与实验结果能较好地匹配,各阶模态相关性在0.8以上,频率误差在9.05%以内,计算效率提高95%以上。最终形成了高效可行的模型修正方案,为光电稳瞄系统内框架结构设计提供了重要的参考。     

微小型驻波超声电机定子振动特性的仿真分析

针对直径10 mm的两种驻波型超声电机定子的振动特性进行有限元仿真分析。利用ANSYS有限元软件建立定子的有限元模型,进行了振动模态及谐响应的仿真分析,获得定子的主要振动模态、模态频率及振幅。探讨了2种压电陶瓷及定子长度对其谐振频率和振幅的影响。研究结果表明,驻波型超声电机定子上斜槽或斜齿结构可实现模态转换,是实现电机驱动的关键。在分析的两种驻波型超声电机的8个定子中,采用PZT4压电陶瓷材料、长度16 mm的斜槽式超声电机定子的振幅值最大。     

复十形定子正交模态驱动的旋转超声电机研究

为了丰富旋转超声电机的型式,该文提出了一种复十形定子正交模态驱动的旋转超声电机.选取定子的面内、外弯振作为电机的工作模态,阐述了定子驱动机理.建立了定子有限元(FEM)模型,对电机进行模态分析,基于两相工作模态频率一致性的目标对定子进行尺寸优化,最终确定定子的主要尺寸L、H、K、J、I、D分别为18.2 mm、3.2 ...     

旋转型行波超声电机定子的结构优化

为了提高旋转型行波超声电机定子的驱动能力,延长电机的使用寿命,设计了一种带有辐射板的定子,根据辐射板与基体的连接方式共分为a~e 5种结构。基于ANSYS软件建立了定子结构的有限元仿真模型,对其进行了模态分析和谐响应分析。在对比5种结构性能的基础上,以电机的输出性能最佳为目标函数,对定子结构的辐射板槽宽w、外径d及厚度t 3个参数进行了优化,得到定子的最佳结构为a,即辐射板与基体连接长度为1mm,尺寸分别为:w=1.8mm,d=72mm,t=0.5mm。该优化结果可为旋转型行波超声电机定子的加工制作提供参考尺寸。     

SMT电路板组件的动态特性分析

设计制作了一块由不同封装形式和材料参数的芯片集成的SMT电路板组件。根据各芯片和PCB板的参数建立了有限元模型,通过有限元仿真对该组件进行了不同约束条件下的模态分析及瞬态冲击动态响应分析,得到了该组件的前五阶固有频率(四角约束条件下分别为862.07,1144.70,1445.20,1915.50和1941.70Hz)及相应频率下的模态参数。并通过实验和仿真结果的对比验证了所建立的有限元模型基本正确,该模型可作为组件疲劳寿命估计和结构优化的基础。提出了芯片布局优化及提高可靠性的建议。     

基于Maxwell的四极串激电机运行特性分析

针对串激电机原材料成本不断上涨的情况,文中基于一款电镐电机,提出了一种新型四极单相串激电机设计.该电机电枢绕组端部较短,电刷数较少,且定子辅助磁极无需励磁绕组,可有效减少串激电机的材料成本.通过对传统两极串激电机结构的改进,初步确定了新型四极串激电机的结构参数.利用Maxwell软件建立了电机二维有限元模型,对新型串激...     

除尘器轴承端盖模态分析

本文采用有限元分析软件ANSYS分析方法及模态分析技术,建立除尘器轴承端盖的有限元模型,对端盖进行模态分析,求得端盖固有频率和振型,为端盖的进一步优化设计提供了理论依据。     

反激变压器高频寄生参数的仿真分析研究

在DC-DC变换器变压器寄生参数模型基础上,利用有限元仿真分析方法求解变压器寄生参数。结合电路仿真分析方法,通过研究不同的变压器绕制策略,分析了不同绕组策略对变压器寄生参数,以及对电路电压应力和噪声的影响。     

含有残余应力的超声电机定子有限元分析

为研究炮弹发射过程中高速过载冲击所产生的残余应力对舵机超声电机定子的影响,该文采用有限元ANSYS对超声电机定子进行过载冲击仿真分析,加载高过载加速度使其内部产生残余应力,并在超声频率段(30～50 kHz)内进行模态分析.初选定工作模态,当频率段为39～42 kHz时,在模态分析的基础上进行谐响应分析,进一步验证初选...