振動環(huán)境中牽引電機的動力響應及破壞分析

2013-08-03 by:廣州Ansys中心來源:仿真在線

牽引電動機在實際運行中承受的載荷情況非常復雜,這些載荷將使電機受迫產生振動,使結構產生動應力,導致結構產生疲勞損壞,引起過大的動態(tài)變形,影響電機的正常工作。機械系統(tǒng)對沖擊載荷會作出響應,雖然沖擊時間相對很短,但它產生的瞬態(tài)響應將產生最大的應力和最大的位移,可能使機械瞬時失靈,甚至被損傷。采用動力學的分析方法可計算出結構動態(tài)響應特性和結構承受隨時間或頻率變化的載荷時的瞬態(tài)應力分布。

采用ANSYS有限元分析軟件,對牽引電機進行模態(tài)、瞬態(tài)、諧響應、譜響應等動力學的有限元分析,研究電機結構的各種動態(tài)特性參數(shù),并通過對計算結果的研究與分析,優(yōu)化電機的機械結構,掌握機械結構的動態(tài)應力場的分布情況,可進一步改善電機動態(tài)特性,為提高電機的運轉性能和降低電機振動提供理論指導。

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前四階模態(tài)振型圖

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PSD結果響應曲線

以ANSYS為主要工具,分析ZD120A電機動力學性能和應力情況,認為結構動力分析在電機機械結構設計中起重要作用。
利用ANSYS軟件APDL語言,實現(xiàn)了ZD120A電機轉子的臨界轉速計算,利用循環(huán)對稱分析法對鐵心振型和自振頻率進行計算,為轉子結構設計提供新的計算方法和理論參考。
利用ANSYS軟件對電機機座在發(fā)電機轉子周期交變旋轉不平衡離心力作用下進行諧響應分析,計算出各旋轉頻率下電機機座的每一點的應力和應變。
利用PSD法,對ZD120A脈流牽引電機機座進行了分析,算出機座各個部位的統(tǒng)計應力,同時根據(jù)Miner定律對機座的疲勞壽命進行評估。
利用ANSYS響應譜分析方法,計算出在給定三個方向振動激勵譜情況下,電機機座各部分的應力和應變情況。
通過對ZD120A電機機座的結構動力分析計算,認為電機振動過程中,電機本身的內部振動,即轉子自轉和重力作用的激勵下對機座的破壞性很小,而列車振動時的外部激勵對機座的影響較大。

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