转子支架有限元强度与变形计算(附件)【字数：8151】
摘 要基于UG三维造型软件，完成转子支架的结构设计，并建立三维转子支架的数据化模型；通过HyperMash有限元分析软件，在了解转子支架的运行方式和结构特点的前提下，建立出转子支架的有限元模型，包括定义材料的属性、单元网格的划分、边界的设定、施加约束和载荷的步骤；根据软件分析仿真的结果，得知转子支架轮辐受力较大，由此提出优化改进的方案，通过增加转子支架内部的轮臂结构数量来降低转子支架所受的应力，而优化后的结果相比于原始模型而言，最大应力变形降低了39.6％，从而使转子支架结构更加合理。
目 录
第一章 绪 论1
1.1 研究的背景、目的及意义1
1.1.1 背景 1
1.1.2 目的 1
1.1.3 意义 1
1.2 国内外发展现状1
1.3 发电机的工作原理3
1.4 课题研究内容及目的3
1.4.1 研究内容 3
1.4.2 研究目标 3
研究方法分析4
2.1 有限元的概念与理论4
2.1.1 有限元的主要理论4
2.1.2 有限元求解的主要步骤4
2.2 几何建模和有限元软件的选择 5
2.2.1 建模软件选择 5
2.2.2 有限元软件的选择 6
零件模型的处理与有限元文件的建立7
3.1 转子支架模型的建立7
3.2 材料属性的定义10
3.3 划分网格10
3.4 施加约束和载荷11
第四章 分析计算与优化16
4.1 分析结果16
4.2 优化方案17
第五章 总 结18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪 论
1.1 研究的背景、目的及意义
1.1.1 背景
随着电能的发展和普及，电动机在生活中的作用已越来越重要，甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。目前，电动机行业在中国已经形 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
成比较完备的产业体系，中小型电动机的品种、规模、性能和产量基本上满足中国国民经济发展的需要。世界上电动机行业的专家预测，中国将会成为世界电动机，特别是中小电动机的生产制造基地[1]。而且，我国工业用电是社会用电的主要构成部分，而电动机能耗在工业用电中占主要地位。因此，电动机在我国的发展具有良好的发展前景。
有限元分析是工程技术领域进行科学计算的极为重要的方法，利用有限元分析可以获得几乎任意复杂工程结构的各种机械性能信息，还可以直接就工程设计进行评判，对各种工程事故进行技术分析[2]。此外，有限元分析在建筑行业也有广泛的应用，运用有限元分析可以对建筑设计予以评估。
1.1.2 目的
本课题转子支架的有限元研究其目的就是通过HyperMesh软件对转子支架进行有限元分析，找出转子支架在不同工况下的应力分布及最容易破环的结构，并对其结构提出改进方案，验证最佳改进方案，使得转子支架的性能有所提升。
1.1.3 意义
通过本课题的研究，不但可以全面的了解转子支架的结构与性能，而且也熟悉了有限元分析的基本理论和方法，掌握有关有限元分析软件的简单使用，为以后从事转子支架结构以及其他机械结构的分析及改进设计提供参考。
1.2 国内外发展现状
世界上电机制造业发展已有近百多年的历史，电机的种类繁多，涉及领域广泛，根据不同的型号、编码器、规格等划分出很多种电机。而且分类方式并非就这么单一，按照工作原理分就可分为同步电动机和异步电动机；按工作电源不同可分为交流或直流电动机；按转子结构可分成绕线转子感应电动机和笼型感应电动机。但不论他结构、起停、运行方式的不同，它的基本原理还是不变的，它用来实现机械能与电能的转换是靠电磁间的转换，转子支架也是电机上不可或缺的一部分，转子支架质量的的优劣、结构的合理性，直接影响着电机，因为时常有因转子支架的失效而引发的事故，所以国内外很多专家正对转子支架的结构进行研究，提出合理的方案对其结构做出改进。
在国外，许多公司比较重视新产品的开发，重视电机的安全性、兼容性等方面。而且国外企业依靠先进的技术使得电机的可靠性很高、使用寿命长、利用率高、通用化程度高、质量轻和噪音小。
在上个世纪80年代初期，由华西列夫和尼留切夫等几位前苏联科学家对可卸结构的转子支架进行了深入的研究，为的是验证具有可拆卸结构的转子支架能否应用到现实的电动机安装使用中去。通过采用可拆卸结构的机组在格古莫斯克水电站上面进行了比较实验，而整个新方案比原本不采用可拆卸结构的转子支架电机方案少使用了一辆天车，对整个工程设施节约了十分多的财力和物理。通过这次研究实验提供了可靠的意见给大型电机的安装[3]。在本世纪初俄国工程师霍夫麦斯特、贝卡瓦茨等发明了用于连接电机的多件式转子支架的部件，其转子支架一方面能作为在转子轮毂上的支撑部件，另一方面能作为转子轮毂使用，通过这样的混合连接，是的转子轮毂和支撑件有机结合为一体[4]。在2009年时，德国的西门子公司研究出了一种转子，它自带有绕组支架，能在转子轴上均布它所受的抗扭,从而是的转子轴包含在内，使得整体转子支架的结构强度有了明显的挺高[5]。
在我国内，已经形成了相对较完善的体系，不论性能、规格等都能满足当前发展的需求，而且随着电机行业的竞争加剧，许多大型电机企业相互并购整合，由此崛起了一大批优秀品牌。但随着整合的持续进行，许多中小企业受到冲击，市场压价竞争严重、行业利润微薄，严重影响电机行业的发展。因此有专家认为，政府首先要降低一些低端的电机项目的研发，另外增加产能过剩企业的运营成本，以此促进电机行业的发展。
目 录
第一章 绪 论1
1.1 研究的背景、目的及意义1
1.1.1 背景 1
1.1.2 目的 1
1.1.3 意义 1
1.2 国内外发展现状1
1.3 发电机的工作原理3
1.4 课题研究内容及目的3
1.4.1 研究内容 3
1.4.2 研究目标 3
研究方法分析4
2.1 有限元的概念与理论4
2.1.1 有限元的主要理论4
2.1.2 有限元求解的主要步骤4
2.2 几何建模和有限元软件的选择 5
2.2.1 建模软件选择 5
2.2.2 有限元软件的选择 6
零件模型的处理与有限元文件的建立7
3.1 转子支架模型的建立7
3.2 材料属性的定义10
3.3 划分网格10
3.4 施加约束和载荷11
第四章 分析计算与优化16
4.1 分析结果16
4.2 优化方案17
第五章 总 结18
致 谢 19
参考文献 20
第一章 绪 论
1.1 研究的背景、目的及意义
1.1.1 背景
随着电能的发展和普及，电动机在生活中的作用已越来越重要，甚至可以说有运动的地方就可能有电机的存在。目前，电动机行业在中国已经形 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
成比较完备的产业体系，中小型电动机的品种、规模、性能和产量基本上满足中国国民经济发展的需要。世界上电动机行业的专家预测，中国将会成为世界电动机，特别是中小电动机的生产制造基地[1]。而且，我国工业用电是社会用电的主要构成部分，而电动机能耗在工业用电中占主要地位。因此，电动机在我国的发展具有良好的发展前景。
有限元分析是工程技术领域进行科学计算的极为重要的方法，利用有限元分析可以获得几乎任意复杂工程结构的各种机械性能信息，还可以直接就工程设计进行评判，对各种工程事故进行技术分析[2]。此外，有限元分析在建筑行业也有广泛的应用，运用有限元分析可以对建筑设计予以评估。
1.1.2 目的
本课题转子支架的有限元研究其目的就是通过HyperMesh软件对转子支架进行有限元分析，找出转子支架在不同工况下的应力分布及最容易破环的结构，并对其结构提出改进方案，验证最佳改进方案，使得转子支架的性能有所提升。
1.1.3 意义
通过本课题的研究，不但可以全面的了解转子支架的结构与性能，而且也熟悉了有限元分析的基本理论和方法，掌握有关有限元分析软件的简单使用，为以后从事转子支架结构以及其他机械结构的分析及改进设计提供参考。
1.2 国内外发展现状
世界上电机制造业发展已有近百多年的历史，电机的种类繁多，涉及领域广泛，根据不同的型号、编码器、规格等划分出很多种电机。而且分类方式并非就这么单一，按照工作原理分就可分为同步电动机和异步电动机；按工作电源不同可分为交流或直流电动机；按转子结构可分成绕线转子感应电动机和笼型感应电动机。但不论他结构、起停、运行方式的不同，它的基本原理还是不变的，它用来实现机械能与电能的转换是靠电磁间的转换，转子支架也是电机上不可或缺的一部分，转子支架质量的的优劣、结构的合理性，直接影响着电机，因为时常有因转子支架的失效而引发的事故，所以国内外很多专家正对转子支架的结构进行研究，提出合理的方案对其结构做出改进。
在国外，许多公司比较重视新产品的开发，重视电机的安全性、兼容性等方面。而且国外企业依靠先进的技术使得电机的可靠性很高、使用寿命长、利用率高、通用化程度高、质量轻和噪音小。
在上个世纪80年代初期，由华西列夫和尼留切夫等几位前苏联科学家对可卸结构的转子支架进行了深入的研究，为的是验证具有可拆卸结构的转子支架能否应用到现实的电动机安装使用中去。通过采用可拆卸结构的机组在格古莫斯克水电站上面进行了比较实验，而整个新方案比原本不采用可拆卸结构的转子支架电机方案少使用了一辆天车，对整个工程设施节约了十分多的财力和物理。通过这次研究实验提供了可靠的意见给大型电机的安装[3]。在本世纪初俄国工程师霍夫麦斯特、贝卡瓦茨等发明了用于连接电机的多件式转子支架的部件，其转子支架一方面能作为在转子轮毂上的支撑部件，另一方面能作为转子轮毂使用，通过这样的混合连接，是的转子轮毂和支撑件有机结合为一体[4]。在2009年时，德国的西门子公司研究出了一种转子，它自带有绕组支架，能在转子轴上均布它所受的抗扭,从而是的转子轴包含在内，使得整体转子支架的结构强度有了明显的挺高[5]。
在我国内，已经形成了相对较完善的体系，不论性能、规格等都能满足当前发展的需求，而且随着电机行业的竞争加剧，许多大型电机企业相互并购整合，由此崛起了一大批优秀品牌。但随着整合的持续进行，许多中小企业受到冲击，市场压价竞争严重、行业利润微薄，严重影响电机行业的发展。因此有专家认为，政府首先要降低一些低端的电机项目的研发，另外增加产能过剩企业的运营成本，以此促进电机行业的发展。
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