基于ANSYS小型食品机械用电机转子模态分析

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1、包装与食品机械2012年第30卷第4期基于ANSYS小型食品机械用电机转子模态分析1211冯春亮，张高丽，封旭升，吴业强(1．贵州大学机械工程学院，贵阳550003;2．贵州大学生命科学学院，贵阳550003)摘要:采用有限元方法对小型食品机械用电机转子进行了模态分析，得出该转子的固有频率，并相应求得该转子临界转速。将临界转速与工作转速进行比较，验证了该转子不易与其他部件发生共振，有较好的动态特性。关键词:电机转子;模态分析;振动特性;临界转速中图分类号:TS203;TM303文献标识码:A文章编号:1005－1295(2012)04－0066－03doi:10．3969

2、/j．issn．1005－1295．2012．04．017ModalAnalysisofSmallFoodMachineMotorRotorSystemBasedonANSYS1211FENGChun-liang，ZHANGGao-li，FENGXu-sheng，WUYe-qiang(1．CollegeofMechanicalEngineering，GuizhouUniversity，Guiyang550003，China;2．CollegeofLifeScience，GuizhouUniversity，Guiyang550003，China)Abstract:Based

3、onthefiniteelementmethod，doamodalanalysisofsmallfoodmachinemotorrotor．Getthenaturalfrequencyandcriticalspeedoftherotor．Validatedthattherotorisnotcausedresonanceeasilybycomparingtheresultswiththeactualworkingcondition．Thatistherotorhaveagooddynamiccharacteristics．Keywords:motorrotor;modala

4、nalysis;vibrationcharacteristics;criticalspeed．用POR/E软件对小型食品机械用电机转子进行0引言三维建模，采用ANSYS软件对模型进行模态分电机寿命是决定机电类食品机械寿命的主要析。得到了电机转子的固有频率及振型。［1］因素之一。转子是电机主要的旋转部件，其动态特性对电机的工作稳定性有着很大的影响。转1模态分析理论子作为典型的旋转机械，其动力学设计是机械设计中的重要环节。转子的振动会造成电机共振或进行模态分析时的固有频率和振型参数动力［4－5］疲劳，从而破坏电机结构，影响电机气隙磁密，导学方程:致电机性能整体变差。［M］{x

5、″}+［C］{x'}+［K］{x}={F(t)}(1)模态是机械结构的固有振动特性，利用有限式中［M］———结构质量元软件对转子进行模态分析，可以得到的模态频［C］———阻尼矩阵率及振型，预测转子与其他部件发生动态干扰的［K］———刚度矩阵″可能性，从而对转子结构进行合理设计，避开共振(x)———加速度向量的发生。ANSYS的前处理模块、分析计算模块和(x')———速度向量［2－3］后处理模块能够较好地完成此部分工作。利(x)———位移向量收稿日期:2012－05－27;修稿日期:2012－06－14作者简介:冯春亮(1986－)，男，硕士，研究方向为食品机械设计，通信地

6、址:550003贵州贵阳市贵州大学蔡家关校区机械工程学院2010级，E－mail:584093175@qq．com。66基于ANSYS小型食品机械用电机转子模态分析———冯春亮，张高丽，封旭升，吴业强{F(t)}———作用力向量电机转子在实际工况下，由两端轴承支撑，故因结构阻尼对固有频率和振型的影响很小，在转子两端轴承处施加约束。施加约束后的转子在求固有频率时，忽略结构阻尼，则无阻尼自由振模型如图3所示。动方程为:2(［K］－ωi［M］){x}=0(2)式中ω———自由振动固有频率/Hz其特征方程为:2︳［K］－ωi［M］︳=0(3)该多项式的根即为离散模型固有频率，进而

7、可以求出特征向量，得到固有频率下有限元模型的振型。图3施加约束后模型2建立有限元模型3模态分析(1)建立三维模型(1)模态求解利用PRO/E软件建立转子三维模型，在不改选用ANSYS中的BlockLanczos法，对转子进变转子主要特征的条件下，对转子进行简化，以便*行模态求解，它具有更快的收敛速度。为了便于于以后求解。得出三维模型后另存为prt文件，分析计算转子的工作状况，把提取模态阶数和扩并导入ANSYS，如图1所示。展模态阶数各设置为10，把频率范围设置为0至100000。对转子施加约束，然后进行自动求［7－8］解。(2