某型号电机底座模态分析及固有频率的优化.pdfVIP

· 机械研究与应用 ·2014年第1期(第27卷，总第129期) 应用与试验 某型号电机底座模态分析及 固有频率的优化 吴学锋，张保成，刘宇航 (中北大学机械与动力工程学院，山西 太原 030051) 摘 要：为计算某型号电机底座的固有振动频率，研究其共振特性，利用 Lanczos法对其进行模态分析，得到了前6阶 固有频率及振型。在此基础上，运用Hyperworks软件的Optistruct模块，对底座结构的固有频率进行优化。优化结果 表明，此方法能有效提高底座的1阶固有频率，从而避开谐振区，抑制电机与底座之间发生共振。 关键词：电机底座；模态分析；固有频率；Optistruct 中图分类号：TM303 文献标志码 ：A 文章编号：1007—4414(2014)01-0057—03 M odalAnalysisandOptimization oftheNaturalFrequencyofanElectricM otorBase WUXue-feDg，ZHANG Bao—cheng，LIU Yu-hang (CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NorthUniversityofChina，TaiyuanShanxi030051，China) Abstract：Forcalculating thenaturalfrequenciesofatypeofelectric motorbase，the resonance characteristicsare re— serached．UsingLanczosmethodforthemodalanalysis，thefirstsix-ordernaturalrfequencyandmodeshaperaeobtained． Onthisbasis，usingOptistructmoduleofHyperworks，thenatural~equencyoftheelectricmotorbaseisoptimized．Optimiza— tionresultsshowthatthismethodcanimprovethefirst-ordernaturalrfequencyofthebase，andthenresonanceregionisavoi— dedforsuppressingresonancebetweenthemotorandthebase． Keywords：electricmotorbase；modalanalysis；natural~equency；Optistruct l 引 言 化 、变化和处理。在CATIA中进入实体工作台，建立 电机作为旋转机械设备，在现代生产中扮演着不 底座的三维模型，并保存为．igs格式。 可或缺的角色。电机振动也是经常发生的事情，振动 2．2 几何清理 问题往往是许多因素综合造成的，其中电机和底座之 把建好的模型导入 hypermesh软件中，利用几何 间发生共振是表现形式之一。当转子达到一定转速 清理功能对模型进行必要的修复，包括删除重复面、 时，转轴频率和底座固有频率重合时就产生共振，共 修补缺失曲面和缝合重合 自由边等，以提高整个网格 振时出现剧烈振动，如果在该转速下继续运行下去， 划分的速度和质量，减少计算误差。 必将导致转子、轴承等部件损坏，当转速接近共振区 2．3 单元类型选择 时，应迅速平稳，不可在共振区停留。通过模态分析， 划分网格前首先要确定采用哪种类型的单元 ，包 可确定底座固有频率分布，经过设计改进，使电机的 括单元的形状和阶次。根据底座的形状特征和精度 工作转速尽量避开系统的共振频率区域，以提高电机 要求，模型全部采用二阶四面体单元，主要考虑以下 的使用寿命。