时步有限元

摘要： 同步调相机并网运行时,同步控制器的误操作或故障均会导致其误同期,从而产生较大的冲击电流和冲击转矩.为了研究误同期对同步调相机各电磁量的影响,本文建立了300Mvar同步调相机时步有限元场模型.通过对同步调相机机端电压和电网电压之间相角差为0°、45°、90°和180°时的并网合闸过程进行计算,研究了同步调相机定转子电流和电磁转矩随相角差的变化规律.分析了不同合闸角对同步调相机气隙磁密波形以及定转子铁芯饱和的影响.研究结果可为同步调相机的运行安全性提供技术支持.

摘要： 为判断某车型电动座椅升降电机异常阶次噪声的成因以便有针对性地加以改善,首先对电机内部结构进行剖析,发现电机转子因矫正动平衡而开有非对称的辅助槽,然后从气隙磁场及径向电磁力分析入手,定性地讨论由辅助槽引起的气隙磁密和不平衡磁拉力特性,利用时步有限元法进一步分析了径向电磁力和定子壳体结构振动响应的阶次特征,结果发现异常阶次噪声来源于非对称辅助槽,利用所提出的转子齿面等效减重法和转子配重法,成功抑制了电机异常阶次噪声,提升了电动座椅的乘坐舒适性.

摘要： 建立了考虑发电机动态过程中磁场饱和、畸变及集肤效应等非线性因素影响的场-路-网耦合时步有限元模型,将时步有限元计算结果作为参数辨识的目标曲线,辨识了实用模型中的稳态、瞬态及超瞬态参数.结合某电网实际算例对相关地区断面送出能力与主网架的稳定特性进行了仿真分析,认为仿真得出的发电机准确模型可以提升电网自身的输电能力,验证了以时步有限元模型作为标准响应的参数辨识模型的正确性与有效性.

摘要： 为了研究定子绕组暂态对同步调相机动态无功特性及特高压直流近区系统电压的调节作用,对比分析了定子绕组暂态对同步调相机实用模型的影响.首先建立了同步调相机的时步有限元模型,并通过模型机的动态实验对计算结果进行了验证,从而获得了同步调相机的标准响应曲线;然后推导了计及定子绕组暂态与不及定子绕组暂态时同步调相机的饱和实用模型,计算了系统电压突变后不恢复、突变持续0.2 s恢复和突变持续1 s恢复时同步调相机的动态无功特性及机端电压的变化规律,最后对比分析了系统电压突升及突降时定子绕组暂态对同步调相机发出无功能力和吸收无功能力的影响.研究结果可为同步调相机的无功动态特性提供技术支撑,进一步保障电网电压稳定运行.

摘要： 为了研究不同匝间短路匝数对感应电机损耗特性的影响,以一台750 W感应电机为例,模拟定子绕组不同匝数的匝间短路状态,对其各项损耗和效率进行了计算。对比了空载和满载情况下,定子绕组发生不同程度匝间短路时,电机定、转子铜耗和铁耗的变化,为分析感应电机匝间短路故障及在线监测提供参考。

摘要： 为了研究不同供电方式对永磁同步电动机定子铁耗的影响,将定子铁心分为4个典型的区域,求得定子总损耗,将计算结果进行对比分析,验证了算法的准确性.结果表明,正弦供电时,齿轭的总损耗最高,占一半以上;其次是齿中、齿尾,齿顶的损耗最少.变频供电时,当载波比相同时,随着调制比的减小,定子铁耗增加;而当调制比相同时,随着载波比的减小,定子铁耗也增加.%To study the influence of different power supply on the iron loss of permanent magnet synchronous motor, the stator core was divided into several typical areas and the stator total loss was obtained.The accuracy of the algorithm was verified by comparing the calculated results.The results showed that the total loss of the tooth yoke was the highest,ac-counting for more than half;the second was the tooth middle and the tooth tail;the total loss of the tooth top was the least under sinusoidal power supply.In variable frequency power supply,the stator iron loss increased with the decrease of the amplitude modulation ratio.However,the stator iron loss increased with the decrease of the frequency modulation ratio.

摘要： 为了研究斜槽对笼型感应电机起动特性的影响,本文利用有限元法计算分析了不同容量电机在起动瞬间的气隙磁场分布规律,对比分析了直槽转子及具有不同槽斜度转子的起动转矩、电流以及起动过程中最大转矩的变化特点.结果表明,斜槽会导致起动初始时刻轴向截面漏磁路磁阻大小出现差异进而影响起动性能,且随着转子斜槽度的增加,起动转矩、起动电流和最大转矩均有所降低.通过与实测起动性能对比验证了文中结论的正确性及有效性.

摘要： To investigate the non-normal operation state of synchronous generator in detail, connecting with the power grid,a co-simulation model of one generator-double circuit transmission lines-infinite bus system is established based on control-field-circuit-network coupling.It implemented the couplings of ex-citation control system,two-dimension transient electromagnetic field, external circuit and power grid in the model.Taking a laboratory's generator as an example, and comparing the simulation results of the inter-turn short circuit of the armature winding with experimental data,the correctness of the model was validated.Meanwhile,in order to test the application effect of the model in large generator,taking a nu-clear power half speed turbine generator as an example,the simulation of inter-turn short circuit of the ar-mature winding was presented.Through comparing the simulation results of the method proposed in the paper with those of the traditional constant excitation voltage method, it shows that the control-field-cir-cuit-network co-simulation model proposed in this paper is more accurate,realistic and effective in reflec-ting the generator-network dynamic transition process of the generator in non normal operation than tradi-tional methods.%为更完善、更准确地研究发电机并网运行下,发电机非正常运行时的机网动态问题,建立了控-场-路-网耦合的单机-双回线-无穷大系统联合仿真模型,实现了励磁控制系统—发电机二维瞬态电磁场—外电路—电网的全面耦合.并以某动模实验电机为基础,通过对发电机定子绕组匝间短路故障的仿真与实验结果对比,验证了仿真模型的正确性.与此同时,为验证该模型在大型发电机组中的应用效果,另以一台核电半速汽轮发电机为例进行了定子绕组匝间短路故障仿真,并将仿真结果与传统的恒定励磁电压法建模的仿真结果比较,分析结果表明所建的控-场-路-网联合仿真模型能更准确、更真实有效地反映发电机非正常运行时机网协调运行的动态过渡过程.

摘要： 电力系统暂态分析常用的发电机模型是在Park方程基础上引入不同假设得到的假设A和假设B实用模型.为了研究两种实用模型对同步发电机暂态稳定极限计算结果准确性的影响,以单机无穷大系统为例对两种实用模型计算的暂态稳定极限进行对比分析,并用经过实验验证的时步有限元结果对其进行校核;对比分析了发电机与系统强弱连接时,不同发电机模型所计算的暂态稳定极限的差异.通过分析得出,假设A计算的暂态稳定极限功率与时步有限元模型结果更接近,因此该模型更为准确.

摘要： 为了在计及斜槽影响的情况下准确计算感应电机的损耗，本文以一台5.5kW电机为例，利用多截面场路耦合时步有限元法对其损耗进行计算。rn 在用多段直槽转子代替斜槽转了时，通过采用适当的分段数以及对转子区域采取合理的剖分方式，达到提高基波与谐波损耗计算精度的目的。除计算基本损耗外，文中还计算了由喈波磁场引起的附加损耗，包括附加铜耗和附加铁耗。通过将计算结果与实测的损耗进行对比，发现两者十分接近，说明本文计算方法具有工程实用价值。

摘要： 该文用时步有凶法计算直流电机换向电流，考虑定、转子之间的相对运动。将时间ｔ也作为变量，能较精确地对换向电流进行计算，对指导直流电机的换向设计具有很现实的意义。

摘要： 本发明涉及一种基于有限元单元节点的子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模方法，该建模方法基于有限元单元节点构建胎面花纹有限元三维网格模型，通过MATLAB编程与AutoCAD二次开发技术并结合HyperMesh软件操作，实现了由胎面花纹二维结构设计图直接生成轮胎有限元三维网格模型，省去了构建胎面花纹三维几何造型的繁琐步骤，大幅提高了建模效率，同时保证了有限元网格单元的高质量特性。本发明由胎面花纹二维结构设计图通过建模程序自动生成轮胎花纹有限元三维网格模型，建模效率比传统方法提高了一倍以上，建模过程科学高效，具有很大的应用价值，并且为子午线轮胎复杂胎面花纹有限元自动建模技术的探索提供了新的思路。

摘要： 本发明公开了一种活塞销孔的有限元网格圆整方法，用于将活塞有限元网格中，单一直径，且直径为R的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，其包括：1)以上述销孔有限元网格的轴线为Z轴构建坐标系；2)利用三角函数关系确定销孔有限元网格的喇叭口段中，各处有限元网格节点的坐标。该有限元网格圆整方法能够将活塞有限元网格中单一直径的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，利于提高有限元分析的精度。本发明还公开了一种活塞有限元分析方法，其应用了上述活塞销孔的有限元网格圆整方法，避免了销孔上朝向活塞内部的喇叭口由软件自动生成，提高有活塞的有限元网格中销孔的喇叭口处的网格精度，利于确保该活塞有限元分析方法的精度。

摘要： 一种基于多工步的金属切削加工过程的三维有限元仿真方法，包括以下步骤：(1)建立工件和刀具的三维模型并进行装配；(2)设置动态热力耦合分析步及重启动参数；(3)对模型进行网格划分；(4)设置第一工步中切削的接触属性和边界条件；(5)模型第一次提交运算，提取切削力和切削温度；(6)将第一次运算的结果导入模型，作为第一工步中卸载过程初始条件；(7)设置刀具与工件卸载时的分析步、重启动参数、接触属性和边界条件，并进行重启动计算；(8)提取第一个工步的残余应力；(9)将上一步的计算结果导入模型，作为第二工步的初始条件；(10)提取第二个工步切削力、切削温度和残余应力。该方法仿真精度高，计算速度快，大幅度降低切削实验成本。

摘要： 本发明涉及高压直流换流变压器内绝缘设计与优化计算领域，具体公开了一种基于时步瞬态上流有限元油纸绝缘空间电荷计算方法及系统，包括以下步骤：(1)建立油纸绝缘空间电荷二维计算域(2)采用有限元法求解泊松方程获得电场强度；(3)将电流连续方程离散化构建有限元形式；(4)加入温度梯度对载流子迁移率的影响；(5)基于时步瞬态上流有限元法求解电流连续方程；(6)不断迭代，求解每一瞬时值中泊松方程与电流连续方程耦合形成的方程的解；本发明将时步法引入瞬态有限元计算使得空间电荷数值计算更准确，收敛性更好，该方法可应用于高压直流换流变压器内部绝缘计算和优化设计。

摘要： 本发明公开了一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力仿真分析方法，abaqus有限元软件包括前处理、求解和后处理三大步骤。前处理主要是有限元建模及网格划分；求解是对已建好的有限元模型进行计算；后处理则是对计算结果进行分析、处理。本发明分析方法简单，以切石机基础建立有限元模型，为有限元模拟达到预期的研究效果，能够得到精确地仿真数据。

摘要： 本发明提供一种基于逆有限元与有限元方法的结构状态监测及载荷识别方法，包括：选用适配的逆壳单元对板壳结构进行离散；基于mindlin板理论计算每个逆壳单元的膜应变、弯曲应变以及剪切应变；在逆壳单元的上下表面选取应变测量点，并在应变测量点上粘贴应变传感器实时测量应变，得到应变测量数据；基于应变测量数据，计算每个逆壳单元的膜应变以及曲率；基于最小二乘方法构造泛函，对节点自由度求导，得到逆壳单元的类刚度矩阵和载荷矩阵并组装，赋予恰当的边界条件，计算结构的位移场；利用有限元方法构建的位移场与加载力向量之间的关系，并利用Tikhonov降低应变采集和位移重构产生的误差，实现对结构的状态信息的监测和载荷信息识别。

摘要： 一种基于有限元超收敛性的静电场光滑有限元数值算法。输入数据，所述数据为数值数据；根据节点编号和节点坐标，对所有节点按照节点序号顺序循环，并判断其是否为内部节点；当节点为内部节点时，确定重构点附近的单元集合，计算重构点附近超收敛点坐标和超收敛点原始梯度，以此计算多项式展开和重构梯度，所述内部节点为至少预设数目的单元的共同节点；当节点不为内部节点时，确定重构点附近的单元集合，计算不同单元中重构点的梯度和重构点梯度平均值。本发明提出了一种高精度、高效率的静电场光滑有限元数值计算方法，在保证计算效率的前提下，极大改善了静电场梯度计算的精度与收敛速度。

摘要： 本发明涉及一种基于有限元单元节点的子午线轮胎胎面花纹有限元自动建模方法，该建模方法基于有限元单元节点构建胎面花纹有限元三维网格模型，通过MATLAB编程与AutoCAD二次开发技术并结合HyperMesh软件操作，实现了由胎面花纹二维结构设计图直接生成轮胎有限元三维网格模型，省去了构建胎面花纹三维几何造型的繁琐步骤，大幅提高了建模效率，同时保证了有限元网格单元的高质量特性。本发明由胎面花纹二维结构设计图通过建模程序自动生成轮胎花纹有限元三维网格模型，建模效率比传统方法提高了一倍以上，建模过程科学高效，具有很大的应用价值，并且为子午线轮胎复杂胎面花纹有限元自动建模技术的探索提供了新的思路。

摘要： 本发明公开了一种活塞销孔的有限元网格圆整方法，用于将活塞有限元网格中，单一直径，且直径为R的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，其包括：1)以上述销孔有限元网格的轴线为Z轴构建坐标系；2)利用三角函数关系确定销孔有限元网格的喇叭口段中，各处有限元网格节点的坐标。该有限元网格圆整方法能够将活塞有限元网格中单一直径的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，利于提高有限元分析的精度。本发明还公开了一种活塞有限元分析方法，其应用了上述活塞销孔的有限元网格圆整方法，避免了销孔上朝向活塞内部的喇叭口由软件自动生成，提高有活塞的有限元网格中销孔的喇叭口处的网格精度，利于确保该活塞有限元分析方法的精度。

摘要： 一种基于多工步的金属切削加工过程的三维有限元仿真方法，包括以下步骤：(1)建立工件和刀具的三维模型并进行装配；(2)设置动态热力耦合分析步及重启动参数；(3)对模型进行网格划分；(4)设置第一工步中切削的接触属性和边界条件；(5)模型第一次提交运算，提取切削力和切削温度；(6)将第一次运算的结果导入模型，作为第一工步中卸载过程初始条件；(7)设置刀具与工件卸载时的分析步、重启动参数、接触属性和边界条件，并进行重启动计算；(8)提取第一个工步的残余应力；(9)将上一步的计算结果导入模型，作为第二工步的初始条件；(10)提取第二个工步切削力、切削温度和残余应力。该方法仿真精度高，计算速度快，大幅度降低切削实验成本。