切向模態
關注創建者：tr**eling light_prnC 創建時間：2021-02-22
切向模態的視頻教程
永磁同步電機力波和NVH分析以及結構優化探討
永磁同步電機力波和NVH分析以及結構優化探討 適用人群：電機設計工程師、NVH工程師、電機專業學生；振動噪聲分析、結構設計優化 永磁同步電機力波和NVH分析以及結構優化探討（免費）【已結束】?直播時間：2020-07-21 19:30 電機在運行過程中，氣隙磁場包括基波磁場和一系列諧波磁場，這些磁場的相互作用產生電磁力，將電磁力可分解為徑向力和切向力，其中切向力會產生切向轉矩，而隨著時間和空間變化的徑向力作用于定子鐵心上
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Ansys拓撲優化系列
6.3.參照光順化結構，用切除法，把坯料切成光順化結構的形狀。 7.導入剛切割重建好的模型，創建一個新的靜態分析。對比原坯料結構、直接拓撲優化、添加約束拓撲優化、solidworks重建結構的結果。 8.多工況項目。工況一靜態分析，工況二模態分析，工況三另一種靜態分析。對他們單獨進行拓撲優化，和一起考慮他們的多工況拓撲優化。
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切向模態的實例教程
當徑向電磁力隨轉速對定子進行掃頻時，不可避免的會通過固有模態共振區域，此時振動和噪音的幅值都會增加，在瀑布圖中表現出來的就是階次線在某些轉速區間被點亮了變紅了，這是識別徑向電磁力引發振動噪音的另外一個特征。
齒頂切向力引起的振動
切向電磁力也是相當重要的振動源之一，它作用在定轉子表面，如下圖所示和圓周相切的分類就是切向電磁力，和徑向電磁力一樣，切向電磁力也具備時空二相性。
切向力引起的振動和兩種振動模態有關，一種是定轉子的整體切向振動模態，一種是定子齒的局部振動模態。
下圖是國外學者做的一款電機的徑向模態和切向模態的對比，雖然切向模態比較多，但切向力的大小遠小于徑向力，其對整體振動噪音的貢獻較小（個別情況除外），只有當切向模頻率和徑向模態頻率重疊時其影響才較明顯。
磁致伸縮導致的振動噪音
硅鋼片的磁致伸縮會引起鐵芯內部發生變形和應力，如下圖所示，在橫向和縱向上硅鋼片都會受磁場激勵發生微觀應變。這種應力和應變，使定子鐵心隨勵磁頻率的變化作周期性振動，當磁致伸縮頻率與鐵心固有頻率發生共振時，會對電機的振動噪聲有一定的影響。
ansys公司對某8極48槽的電機作了具體研究，發現磁致伸縮會使得定子齒上的徑向力和切向力幅值和頻率分布都會發生變化，在某些情形這些變化會產生新的振動特征，不能忽略。
在國內沈陽工業大學韓雪研對一款2.1kw的永磁同步電機作了研究，發現磁致伸縮效應在最惡劣的狀態下能夠引起50%的定子形變增量。
磁致伸縮量的大小和磁密大小正相關，伸縮頻率和磁場頻率相同，隨著高密度化的發展， 驅動電機的磁飽和程度，激勵頻率雙雙提高，這使得磁致伸縮的強度增強、頻率提高， 引起的振動噪音需要我們重視。
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中提及了兩種方法，這里分別測試如下：
方法一：使用external Data模塊
首先，在步驟一初始板子變形，有正確應力分布的結果中，分別提取X、Y、Z、XY、YZ、ZX六個方向的法向應力和切向應力。
需要注意的是：
六個方向的應力導出文件需要修改節點坐標位置，不然映射應力會不準確。
基于其最底層與硅波導連接的類型可分為兩種類型，第一種是每層錐形波導同向級聯，如圖6（a）所示；第二種是最底層為倒錐形結構，以實現模式轉換，如圖6（b）所示。
圖6 兩種多錐形級聯。（a）正向錐形；（b）倒錐形
3.
基于其最底層與硅波導連接的類型可分為兩種類型，第一種是每層錐形波導同向級聯，如圖6（a）所示；第二種是最底層為倒錐形結構，以實現模式轉換，如圖6（b）所示。
圖6 兩種多錐形級聯。（a）正向錐形；（b）倒錐形
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結果可視化</p><p>位移、應力、應變、溫度等場量的可視化、變形視圖、截面分析、等值面/等值線/切平面、局部放大。</p><p>2. 派生量與統計分析</p><p>Von Mises、主應力、塑性應變、能量密度、疲勞參數等派生量計算。</p><p>全局/局部統計、時間序列、頻域分析、模態分析等。</p><p>3.
電機電磁噪聲產生的原因大多如下所述：氣隙中存在各次諧波磁場，它們除產生切向力矩外，還會相互作用產生徑向電磁拉力，這種徑向力是一種行波，特稱之為徑向電磁力密度諧波或者徑向電磁力波，電磁力波作用于定子鐵心，導致定子鐵心徑向振動，定子徑向振動引起周圍空氣振動，從而產生電磁噪聲。
</p><p>木材的三個基本切面包括橫切面、徑切面和弦切面，分別對應于端面（L）、徑面（R）和弦面（T）。在實際的木結構中，構件間的相互摩擦可以有六種不同的組合形式：端面與端面的摩擦、徑面與徑面的摩擦、弦面與弦面的摩擦、端面與徑面的摩擦、徑面與弦面的摩擦以及弦面與端面的摩擦。
3） 設置相互作用
對接觸性質進行編輯（見圖12），選擇罰函數定義切向行為，其中Friction Coeff為罰剛度系數，僅取決于材料特性。在通用接觸中定義相互作用，賦予接觸性質，關鍵是定義相互接觸面（見圖13）。對于固體結構，接觸面為整流罩半罩蒙皮外表面，類型為幾何；對于流體材料，接觸面為整體，類型為網格（見圖14）。
View Cut（視圖切面）
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8.
Free Body Cut（自由體切面）
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9.
Probe Values（查詢值）
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10.
Overlay Plot（重疊繪圖）
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11.
以及向遠場傳播的聲學壓，幅值小，以聲速傳播，并被遠場麥克風記錄。通過FFT處理，用戶可以將特定頻段的信號過濾，更直觀的分析噪聲的產生和傳播。
建模錯誤導致剛體模態：邊界條件不充分等建模錯誤產生剛體模態，可能引發負特征值。
邊界條件不充分：約束定義不完整或不正確，未恰當約束自由度，會導致負特征值。
網格質量問題：網格質量差（如單元扭曲、縱橫比問題、密度不足）會使結果不準確，產生負特征值。
幾何非線性建模錯誤：將有幾何非線性（大變形或旋轉）的結構建模為線性，會導致不切實際結果，包括負特征值。
