电机结构分析与高级仿真技术应用研修班

2024-07-10 09:26 仿真技术 电机结构

/article/2024/07/450

 

授课背景

随着电机转速的持续提升,以及降本增效的要求越来越严苛,电机结构可靠性越来越受到电机厂商的关注,本次培训主要面向电机设计与开发技术人员,本课程主要涵盖了电机结构仿真的基础理论知识,电机结构仿真案例等技术内容。

课程简介

课程主要分为以下八个部分:

一、结构有限元分析基础:电机工程师大多为非机械结构背景出身,而结构分析和电磁分析区别较大,因此有必要了解结构有限元仿真分析中一些基础但重要的理论知识,有助于电机工程师在日常结构仿真中正确实施并获得正确结果。 该部分主要涉及Ansys Mechanical 软件基本介绍、结构有限元仿真前处理技巧、结构仿真一般流程介绍、后处理技巧、结构有限元网格划分、结构分析中的非线性及接触设置、结构热分析和多步分析等内容。

二、电机模态分析及理论介绍:模态分析作为电机NVH仿真的前序及基础分析,其结果的正确与否对后续的NVH及其他动力学分析至关重要,本节主要介绍模态仿真相关理论知识,并利用电机模型进行实例讲解,如何设置结构阻尼,边界条件,模态分析的结果是否满足或符合后续动力学计算的要求等。

三、电机谐响应分析技术及案例介绍:谐响应分析是结构受到简谐激励的动力学分析技术,可评估电机在谐波激励下动态响应。这种分析对于理解和预测电机在非恒定负载或波动条件下的性能至关重要,确定电机在特定频率的周期性负载下的行为,这有助于评估电机的稳定性和疲劳寿命。同时也是电机NVH分析中非常重要的一步,谐响应分析可获取电机外壳振动速度,作为声学计算的激励源,理解及正确实施电机谐响应分析对NVH的仿真精度极为重要。

四、复合材料包覆转子力学分析:新能源汽车驱动电机转速普遍突破15,000–30,000 rpm,高端车型甚至达50,000 rpm+。离心力呈平方级激增:转子(铁芯 + 永磁体)高速旋转产生巨大径向离心力,永磁体受拉应力极易开裂、位移、甩出,直接导致电机失效。复合材料的不可替代性:碳纤维 / 玻璃纤维复合材料(CFRP/GFRP)凭借超高比强度、低导电、低热膨胀,成为唯一能在极薄厚度下提供足够箍紧力、同时不产生涡流损耗的包覆方案。力学分析是设计基础:通过力学分析精确计算包覆层应力、转子内部应力分布、预紧力、安全系数,否则包覆要么过厚(牺牲功率密度)、要么过薄(高速爆裂)。

五、电机螺栓强度分析:在新能源汽车电驱动系统中,电机连接螺栓作为关键承载与联接部件,其服役环境复杂、可靠性要求严苛,开展有限元仿真分析具有重要的工程必要性与理论价值。电机在高转速、大转矩、频繁加减速及宽温域交变工况下,连接螺栓将承受预紧力、振动冲击载荷、热变形及装配约束等多场耦合作用,易出现应力集中、预紧力衰减、联接面分离、疲劳失效及松动等问题。传统基于经验公式与简化力学模型的设计方法难以准确反映螺栓真实受力状态与结构响应,无法满足车规级高强度、高耐久、高安全的设计要求。通过有限元仿真可精确获取螺栓在装配、稳态运行及极限工况下的应力分布、变形规律、接触状态与疲劳安全系数,有效预测潜在失效风险,优化螺栓规格、布置方案及预紧工艺,在保证结构强度与联接可靠性的前提下实现轻量化与成本控制。同时,有限元分析结果可为台架试验、可靠性验证及产品认证提供数据支撑,是提升电机整体安全性、耐久性与服役性能不可或缺的关键技术手段。

六、电机转子动力学及案例介绍:随着新能源汽车的发展,驱动电机转速要求也越来越高,转子动力学计算是高速电机本体设计中一个非常重要的模块,主要用于指导转子轴系的设计。很多时候电机运行振动过大都是由于轴系转子动力学没有计算好,所以需要研究不同轴段的长短粗细对转子临界转速的影响。本节主要介绍Ansys Mechanical 中转子动力学模块,主要包括转子模态,临界转速,不平衡响应等内容。

七、高速电机转子强度疲劳计算及优化分析本节主要针对转子强度分析,随着转速的上升,转子受到的离心载荷非常大,转子的结构设计尤其是薄弱部位的设计对强度结果非常敏感。应用结构应力应变可计算得到结构疲劳分析结果,来获得电机转子寿命。利用Ansys Mechanical中优化参数的提取,结合优化软件,可以获得最优的结构设计。

八、电机相关高级结构仿真应用案例: 本节中主要介绍其他电机相关的结构仿真应用,主要包括电机安装机脚随机振动疲劳分析,扁线电机漆包线弯曲掉漆仿真,漆包线激光焊接仿真分析。

授课老师

周英杰,本科毕业于华中科技大学工程力学专业,研究生毕业于大连理工大学计算力学专业。负责Mechanical结构有限元软件及Ansys结构相关软件的售前技术推广和技术支持,在结构强度,转子动力学等结构仿真领域有丰富的仿真经验,熟悉结构有限元基础理论。对电机结构仿真及仿真软件有系统性的了解和研究,在结构可靠性分析及有限元软件二次开发领域有较多的实践项目经验。Ansys高级结构工程师。

授课对象

从事电机研发的工程师、电机技术支持工程师等;

新入职的电机工程师,或者在校的大学生、研究生以及相关的研究人员;

课程收获

完成本次培训,电机工程师可独立完成结构有限元仿真,能够正确设置结构有限元模型,理解结构有限元中的关键技术,正确解读结构有限元结果,并利用优化软件对电机结构进行优化设计。同时,规范学员使用仿真工具的方法,提升仿真工具的使用效率,另外,本课程将加深学员对优化分析的了解,掌握仿真技术与优化技术联合使用的方法,提升学员高性能电机的设计能力。

课程大纲

培训课程过程中可能出现针对学员提出的普遍问题进行深入讨论或者作为重点进行延伸。每次课程讲述教授部分之后都会有互动环节,进行现场答疑以及交流。

增值服务

  • 西莫会员报名享8折优惠,全日制在校学生凭学生证享5折优惠,培训后皆可领500积分用于论坛学习资料的下载。
  • 往期西莫任何研修班学员参加本次培训享72折的优惠。

以上优惠均需提前付款方可参加,如要求开具增值税专用发票则不享受任何优惠。(优惠可面向开具增值税普通发票并提前付款的西莫会员)

  • 参训学员可以针对课程相关问题在课程结束后也能得到老师的解答与指导(微信、邮件、电话);并建立培训后学习的专用微信群作为培训讲授的补充,供学员间开展后续交流讨论;对课堂上讲授过的内容可长期答疑,以帮助大家巩固课后学习效果。
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培训课程费用及报名

  • 标准费用:4980元/人,含专业培训教材、证书费。食宿可统一安排,费用自理。
  • 培训时间:2026年4月27-29日
  • 培训地点:苏州吴郡逸庭酒店
  • 报名方式:扫描下方二维码进行预报名,提交报名信息后可通过提示添加微信索取培训的正式邀请函以及报名回执

其他事宜咨询,请联系会务组负责人张老师,电话:18516258619欢迎大家踊跃报名!

 

 

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