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永磁体和护套过盈配合的有限元分析

2024-01-15 20:29阅读：

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编辑：杭州那泰科技 www.nataid.com
永磁体和护套过盈配合的有限元分析
由有限元分析结果可看出，永磁体和护套的形状比较规则，可根据弹性力学理论采用解析法进行应力分析。转子高速旋转时，由于旋转应力产生的应变，永磁体和转子护套之间的过盈量将减少。而转子温度升高后，由于在热应力作用下，产生热应变，永磁体和转子护套的过盈量将进一步减少。为了使永磁体在额定工作温度、额定转速甚至超过额定转速10%时还能可靠工作，永磁体和护套之间需要采用过盈配合。如何适当选取永磁体和护套之间配合的过盈量，是高速永磁转子设计需要解决的关键问题之一。通过对不同过盈量下永磁体和护套应力的计算和对比分析，永磁体和护套之间采用0.13mm过盈量比较合适。故在下述分析中以
0.13mm过盈量为例，重点分析永磁体的受力情况。
以下采用解析法和有限分析两种方法分别计算永磁体的应力分布。有限元分析采用了轴对称模型，使用线与线接触单元来模拟永磁体和护套之间的面与面过盈配合。同时祸合永磁体内半径上节点的径向白由度，祸合护套外半径上节点的径向白由度，以及祸合永磁体和护套轴向端部节点上的轴向白由度。在分析永磁体和护套之间接触产生预应力的基础上，进行旋转应力分析。
旋转应力分析按电机的额定转速60000r/min考虑，相应的电机旋转角速度为6283/s。由于旋转时在离心力作用下永磁体和护套产生了应变，其交接面的过盈量和压力皆发生变化，从而使永磁体的内部应力发生变化。
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