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电机定子的有限元模态分析

(2024-01-08 19:07:42)
标签:

有限元分析

有限元软件

有限元

强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

电机定子的有限元模态分析

由上述对电机定子进行有限元模态分析的结果,可以确定纵弯复合型直线电机定子结构的几何参数如下:螺栓轴长度78mm,中间隔垫厚度3mm,螺母长度24mm,螺纹连接长度12mm。此时,有限元分析出来的纵向谐振频率fl=25696Hz,弯曲谐振频率fb=25719Hz,纵向谐振和弯曲谐振频率差为23Hz。在此基础上,制作出实验样机,其定子装配实物如图2所示。

HP35670A动态信号分析仪对该样机的定子进行正弦扫频模态测试实验。分别对定子的纵向和弯曲振动模态进行正弦扫频实验,结果如图所示。其中纵向谐振频率fl=24300Hz,弯曲谐振频率fb=24037.5Hz。通过比较,有限元法计算结果与实验测试结果两种模态频率平均误差分别为5.7%7.0%

  采用螺栓紧固夹心结构的朗之万型压电复合振子的纵弯复合型直线超声电机具有结构和装配工艺简单、成本低、推力大等诸多优点,本文对其运动机理进行了分析,并利用ANSYS有限元分析软件分析了材料和结构参数的改变对复合振子振动频率的影响。采用不锈钢螺栓轴可提高纵向和弯曲谐振频率,改变螺栓轴、螺母、螺纹连接长度以及中间隔垫厚度对纵向和弯曲谐振频率皆有不同的影响,其中螺栓轴长度增加,纵向振动频率改变明显,螺纹连接长度改变,弯曲振动频率改变明显,紧定螺母和中间隔垫厚度对纵向和弯曲振动频率改变都有较大影响。设计制作了原型样机,对原型样机定子进行了一系列的扫频实验,实验结果与有限元计算结果基本一致。本方法及计算结果可广泛应用于柱型纵弯复合型振子的设计与分析,可指导纵弯复合型直线超声电机的设计。

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