轉動慣量合成
關注創建者：哀酷大叔 創建時間：2019-07-17
轉動慣量合成的視頻教程
基于ADAMS的動力總成轉動慣量合成及坐標系轉換
內容 1、坐標系定義 2、擬合及轉換的意義 3、轉動慣量合成（平移） 1）參數收集 2）建模 3）擬合操作 4、轉動慣量轉換（坐標系旋轉） 1）參數收集 2）建模 3）轉換操作
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轉動慣量合成的實例教程
動力總成轉動慣量合成 ￥10
一般發動機和變速箱都是不同的廠家，進行組合時計算需要合成的質量和轉動慣量。懸置匹配計算時也需要合成到動力總成質心坐標下轉動慣量。
質量的合成比較簡單，假設2個剛體，質量為M ,m,在統一坐標系下質心的位置為(X,Y,Z), (x,y,z).
合成總質量為: M+m.
合成質心坐標為:(x,y,z)+L2向量，或(X,Y,Z)+L1向量。
對m點取矩，得L2=L*M/(m+M), L向量為(X-x,Y-y,Z-z)，注意向量方向。帶入可得合成質心點在原參考坐標系中的坐標為:
（xc,yc,zc）= (x,y,z)+(X-x,Y-y,Z-z)*M/(m+M),
轉動慣量合成:
兩剛體各質心的轉動慣量為[Jx,Jy,Jz,Jxy,Jxz,Jyz], 另一個為[J2x,....]
對3個坐標軸的合成轉動慣量，根據平行軸定理，平移到合成的質心坐標處要再加上質量*原質心點到平行軸的距離^2，
對M剛體: Jx'=Jx+M*d^2 . 其中d為M質心處x軸到合成質心的x軸的距離，d=(Y-yc)^2+（Z-zc）^2
對m剛體: J2x'=J2x+m*d2^2 . 其中d為m質心處x軸到合成質心的x軸的距離，d=(y-yc)^2+（z-zc）^2。
合成為： JX=Jx'+J2x'=Jx+M*d^2 +J2x+m*d2^2. （對X軸的距離，(Y-yc)^2+（Z-zc）^2）,..
JY=Jy'+J2y'=Jy+M*d^2 +J2x+m*d2^2. (對Y軸的距離，(X-xc)^2+(Z-Zc)^2),..
JZ=Jy'+J2y'=Jy+M*d^2 +J2x+m*d2^2.
展開 摘要：從轉動慣量的定義出發，推導矩形盒子的轉動慣量，并使用軟件驗證公式的正確性。
00 轉動慣量的定義
在剛體旋轉運動中，轉動慣量的地位，類似平動的慣性質量，非常基礎和重要。
01 問題的提出
求開口盒繞Z軸的轉動慣量：
求閉口盒繞Z軸的轉動慣量：
02 問題的分解
開口盒分解為四個側面，設短邊長度為a，長邊長度為b：
對于m1，繞Z軸的轉動慣量：
同樣的方法可得m2,m3,m4，繞Z軸的轉動慣量：
所以開口盒繞Z軸的轉動慣量：
閉口盒分解為六個側面，設短邊長度為a，長邊長度為b：
對于m5，繞Z軸的轉動慣量：
同樣的方法可得6，繞Z軸的轉動慣量：
所以開口盒繞Z軸的轉動慣量：
03 計算公式的驗證
根據公式計算，可得：
軟件驗證，比如最后一組，
相差不大，所以公式得到驗證。
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該零件帶有中心輪轂，輪轂處設標準鍵槽用于軸系鎖緊，同時開有減重孔，以降低轉動慣量和整體重量。
通過運用VI-Bike Real Time和VI-Motorcycle，他們實現了：
??建立2023款和2025款原型車的虛擬模型，包括幾何參數、質量和轉動慣量
??圈速仿真，精準分析轉彎、制動和加速動態特性
??評估性能提升的方案及結構件載荷譜提取
??基于精準的力學和動力學反饋優化底盤設計
通過在研發早期階段采用仿真技術，PMF團隊有效彌合了虛擬與現實的鴻溝，并加快了登上領獎臺的速度
抽殼后模型如下圖所示：
在DM中進行屬性求解，可以得到對應的質量和轉動慣量。
3 Fluent Meshing 設置
3.1 網格設置
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，采用六面體網格劃分。
自由度：這個由節點組成的剛體作為一個整體，擁有6個自由度：3個平動（X, Y, Z）和3個轉動（RX, RY, RZ）。
相對位置不變：被約束在一起的節點，它們彼此之間的初始相對距離和方位將永遠保持不變，無論這個剛體如何移動或旋轉。
輕量化與低慣量：在保證結構強度的前提下，通過轉子鐵芯拓撲優化（如設計減重孔、優化槽形）和探索高強度低密度材料，降低轉子轉動慣量，提升電機動態響應速度（加速/減速性能），改善能效。</p><p>3）. 多段斜極/錯極技術：NVH優化利器。將轉子沿軸向分成若干段，各段在周向上錯開一定角度（斜極）。這是減少齒槽轉矩（改善啟動平順性）、抑制轉矩脈動（提升運行平順性）、降低特定階次電磁振動與噪聲的核心技術。
基于ADAMS的懸架側傾與轉向仿真10個月前
2.2 輪胎模型
為簡化分析，本案例使用剛性輪胎+接觸力模型，輪胎尺寸和參數在ADAMS軟件里面進行設置，輪胎參數設置如圖2所示：
圖2麥弗遜懸架輪胎參數設置
2.3 質量屬性
為準確體現各部件分配質量和轉動慣量，需要對模型general part進行質量和轉動慣量設置
以下是進行此類分析的關鍵步驟、要點和注意事項：
動力總成設計參數：動力總成性能參數主要包含動力總成總質量、質心坐標和轉動慣量，本文以某新能源汽車動力總成懸置為研究目標，該動力總成系統主要設計參數如表1所示：
表1 動力總成設計參數
ABAQUS三維輪胎充氣滾動案例11個月前
輪胎的材料與結構通常比較復雜，外層通常由堅固的合成橡膠制成，內層則由多層交織的尼龍纖維與交錯排列的鋼絲簾布組成，內部結構包括胎面、胎體、胎壁、鋼線圈、子口護膠、內面層與帶束層等多個部分，如圖1所示。
其中，斜繞形和馬鞍形的繞制工藝簡單，具有電樞重量輕、轉動慣量小、時間常數小、拖動特性好、輸出力矩大等優勢，是國外先進空心杯電機廠商常用的兩種線圈形式。例如，德國Faulhaber電機采用斜繞形線圈，瑞士Maxon電機采用馬鞍形線圈，因而電機性能更加優越。
2. 繞線設備
空心杯電機的繞線設備也是技術壁壘的一部分。
他的研究結果表明，即使是相同的應力值，合成材料的輪轂也會更加輕巧[34]。經過精心的改進，我們使用了更加輕巧的制造的輪輞，并且在安裝時加大了凸緣的厚度，從而降低了整體的重量。
在國外，大量學者對汽車車輪的結構設計進行了研究。
