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边坡稳定性分析的有限元法与极限平衡法的结合 被引量:159
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作者 曾亚武 田伟明 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第A02期5355-5359,共5页
将边坡稳定性分析的有限元法和极限平衡法相结合,首先对边坡进行有限元分析,分析边坡应力、应变和位移分布,然后利用有限元分析计算的应力结果,通过应力张量变换,求出条分底部的应力,并根据极限平衡法的概念得出边坡的稳定性安全系数。... 将边坡稳定性分析的有限元法和极限平衡法相结合,首先对边坡进行有限元分析,分析边坡应力、应变和位移分布,然后利用有限元分析计算的应力结果,通过应力张量变换,求出条分底部的应力,并根据极限平衡法的概念得出边坡的稳定性安全系数。该方法既能反映边坡的稳定和变形之间的关系,又能用工程界所熟悉的安全系数来评价边坡的稳定性,具有较广泛的应用前景。 展开更多
关键词 岩土力学 边坡稳定性分析 有限元法 极限平衡法 稳定性安全系数
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扩展有限元法(XFEM)及其应用 被引量:132
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作者 李录贤 王铁军 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2005年第1期5-20,共16页
扩展有限元法(extendedfiniteelementmethod,XFEM)是1999年提出的一种求解不连续力学问题的数值方法,它继承了常规有限元法(CFEM)的所有优点,在模拟界面、裂纹生长、复杂流体等不连续问题时特别有效,短短几年间得到了快速发展与应用.XFE... 扩展有限元法(extendedfiniteelementmethod,XFEM)是1999年提出的一种求解不连续力学问题的数值方法,它继承了常规有限元法(CFEM)的所有优点,在模拟界面、裂纹生长、复杂流体等不连续问题时特别有效,短短几年间得到了快速发展与应用.XFEM与CFEM的最根本区别在于,它所使用的网格与结构内部的几何或物理界面无关,从而克服了在诸如裂纹尖端等高应力和变形集中区进行高密度网格剖分所带来的困难,模拟裂纹生长时也无需对网格进行重新剖分.重点介绍XFEM的基本原理、实施步骤及应用实例等,并进行必要的评述.单位分解概念保证了XFEM的收敛,基于此,XFEM通过改进单元的形状函数使之包含问题不连续性的基本成分,从而放松对网格密度的过分要求.水平集法是XFEM中常用的确定内部界面位置和跟踪其生长的数值技术,任何内部界面可用它的零水平集函数表示.第2和第3节分别简要介绍单位分解法和水平集法;第4节和第5节介绍XFEM的基本思想、详细实施步骤和若干应用实例,同时修正了以往文献中的一些不妥之处;最后,初步展望了该领域尚需进一步研究的课题. 展开更多
关键词 水平集法 连续 集函数 单位分解法 收敛 裂纹尖端 剖分 物理 力学问题 几何
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基于有限元和神经网络方法对超高压合成绝缘子均压环结构优化的研究 被引量:114
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作者 司马文霞 杨庆 +2 位作者 孙才新 Shesha H.Jayaram Edward A.Cherney 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第17期115-120,共6页
针对超高压输电线路合成绝缘子所用的均压环,提出了一种优化其结构参数的方法。这种方法首先利用渐进边界条件解决了绝缘子电场模型的开域问题,然后以有限元方法计算出均压环各个参数对绝缘子电场分布的影响,并以此确定了均压环结构优... 针对超高压输电线路合成绝缘子所用的均压环,提出了一种优化其结构参数的方法。这种方法首先利用渐进边界条件解决了绝缘子电场模型的开域问题,然后以有限元方法计算出均压环各个参数对绝缘子电场分布的影响,并以此确定了均压环结构优化目标;在此基础上,利用神经网络拟合了均压环各结构参数与优化目标之间的关系,并以此得出均压环结构参数的最优解,解决了穷举优化方法的计算时间冗长的缺点。优化后的均压环使得绝缘子和均压环的表面电场强度均小于电晕起始场强。 展开更多
关键词 合成绝缘子 电场 均压环 优化 有限元方法 神经网络
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关于有限元边坡稳定性分析中安全系数的定义问题 被引量:88
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作者 郑宏 田斌 +1 位作者 刘德富 冯强 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第13期2225-2230,共6页
在边坡稳定性分析的极限平衡法中存在3种安全系数的定义:定义1将安全系数定义为剪切强度比剪应力;定义2将安全系数定义为强度储备系数,当土体抗剪强度除以安全系数后,边坡将处于临界平衡状态;定义3将安全系数定义为沿某一特定滑面的抗... 在边坡稳定性分析的极限平衡法中存在3种安全系数的定义:定义1将安全系数定义为剪切强度比剪应力;定义2将安全系数定义为强度储备系数,当土体抗剪强度除以安全系数后,边坡将处于临界平衡状态;定义3将安全系数定义为沿某一特定滑面的抗滑力比滑动力。讨论了定义3与定义1之间的关系,给出了在进行有限元边坡稳定性分析时确定对应于定义3和定义2的临界滑面的统一算法,最后通过算例证明了一般情况下基于定义3所求得的安全系数和临界滑面不同于基于定义2所求得的结果,同时指出基于定义3的计算结果会表现出一些不合理的现象。 展开更多
关键词 数值分析 边坡稳定性分析 安全系数 有限元
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有限单元法在拱坝设计中的应用 被引量:77
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作者 傅作新 钱向东 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 1991年第2期8-15,共8页
本文采用等效应力与薄层单元相结合的方法,解决了拱坝有限单元法分析中应力数值的不稳定问题;所建议的方法为有限单元法在拱坝设计中的应用提供了有效的途径.
关键词 拱坝 设计 有限元
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有限元法的应用现状研究 被引量:58
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作者 于亚婷 杜平安 王振伟 《机械设计》 CSCD 北大核心 2005年第3期6-9,共4页
有限元法(FEM:Finite Element Method)作为一种最有效的数值方法,在工程实际中得到了广泛、深入的应用。以应用为主线,首先回顾了FEM的发展历程,然后从FEM的应用过程和应用领域两个方面详细地论述了 FEM应用的有关问题,并例举了相关的... 有限元法(FEM:Finite Element Method)作为一种最有效的数值方法,在工程实际中得到了广泛、深入的应用。以应用为主线,首先回顾了FEM的发展历程,然后从FEM的应用过程和应用领域两个方面详细地论述了 FEM应用的有关问题,并例举了相关的应用实例。最后总结了FEM的国内外应用现状及研究热点问题。 展开更多
关键词 有限元法 应用过程 应用领域 现状
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电动汽车用V型磁钢转子永磁电机的电磁振动噪声削弱方法研究 被引量:82
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作者 王晓远 贺晓钰 高鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第16期4919-4926,共8页
电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电... 电动汽车用永磁同步电机的电磁振动噪声水平直接影响着电动汽车的NVH性能。基于理论分析与Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台电动汽车驱动用永磁同步电机的电磁噪声特性,并进行优化分析。电机的电磁噪声主要来源于电机定子齿部的电磁激振力,不同转子结构会对磁场产生不同的影响,通过优化转子隔磁桥结构进而改变电机定子齿部的电磁激振力,降低电机的振动噪声。分别建立优化前后电机的电磁场有限元模型,仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力;建立优化前后电机结构3D有限元模型,计算电机结构的径向模态频率;通过对电机定子结构的振动响应进行有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱。最后,通过ANSYSAcoustics有限元仿真分析得到电机电磁噪声特性。通过对比优化前后的结果可知,优化后的电机在保证电磁性能的前提下有效降低了电机的振动噪声,并通过实验验证了仿真结果的有效性。 展开更多
关键词 永磁同步电机 电磁激振力 振动噪声 模态分析 有限元法
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小湾高拱坝坝踵开裂的有限单元法分析 被引量:52
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作者 陈胜宏 汪卫明 +1 位作者 徐明毅 邹丽春 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期66-71,共6页
在开裂单元中引入不连续形函数 ,然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式 ,以及有限元平衡方程 ,从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝... 在开裂单元中引入不连续形函数 ,然后基于虚功原理推导出开裂单元的广义刚度矩阵和广义荷载的具体表达式 ,以及有限元平衡方程 ,从而建立了一种三维裂缝扩展的不变网格有限元分析方法。运用该方法对已建的二滩拱坝和待建的小湾工程拱坝在相同的工况下进行了对比计算。计算结果表明 :在目前所考虑的影响因素下 ,小湾拱坝和二滩拱坝的开裂范围、开裂程度及对网格疏密、混凝土抗拉强度和水力劈裂等影响因素的敏感程度都非常相似。考虑到二滩工程已建成 ,且运行正常 。 展开更多
关键词 拱坝 开裂 有限单元法 抗拉强度 坝踵开裂
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钢框架端板连接半刚性节点受力性能分析 被引量:67
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作者 石永久 王萌 +1 位作者 王元清 施刚 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期51-58,共8页
为研究不同构造对钢框架端板连接半刚性节点受力性能的影响,采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,对单元选取,螺栓受力行为、材料本构以及接触模型等方面进行详细说明;结合国内外已有的钢框架端板连接半刚性节点拟静力试验,... 为研究不同构造对钢框架端板连接半刚性节点受力性能的影响,采用通用有限元软件ABAQUS建立非线性有限元模型,对单元选取,螺栓受力行为、材料本构以及接触模型等方面进行详细说明;结合国内外已有的钢框架端板连接半刚性节点拟静力试验,对比分析有限元分析和试验结果,深入探讨了钢框架端板连接半刚性节点的受力性能。试验和有限元分析结果均表明:有限元方法可以有效预测各种构造类型钢框架梁柱端板连接节点的承载能力、滞回性能、极限变形状态以及破坏模式等;平齐式端板连接的特性更接近于铰接节点,承载力和刚度降低近50%,并且滞回曲线出现严重劣化;而外伸端板采用加劲肋后,能够起到很好的耗能元件的作用,可以使得节点获得良好受力性能。研究成果为钢框架端板连接半刚性节点设计与施工提供参考。 展开更多
关键词 钢框架端板连接半刚性节 有限元分析(fem) 滞回曲线 承载力 损伤退化
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预测焊接变形的残余塑性应变有限元方法 被引量:39
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作者 汪建华 陆皓 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期53-56,共4页
介绍了焊接以后构件中残余塑性应变的确定,以及基于残余塑变预测焊接变形的有限元方法。
关键词 焊接 变形 有限元法 残余塑性应变 预测
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齿轮弯曲强度有限元分析精确建模的探讨 被引量:47
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作者 唐进元 周长江 吴运新 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期1146-1149,1248,共5页
根据齿轮啮合原理 ,建立了轮齿的精确齿形。系统探讨了加载位置、轮缘厚度、周向齿数的确定方法 ,分析了滚刀顶部圆角对齿根应力的影响 ,提出了两类平面问题的判据并予以验证。在此基础上 ,创建了精确的二维和三维有限元模型 ,并将计算... 根据齿轮啮合原理 ,建立了轮齿的精确齿形。系统探讨了加载位置、轮缘厚度、周向齿数的确定方法 ,分析了滚刀顶部圆角对齿根应力的影响 ,提出了两类平面问题的判据并予以验证。在此基础上 ,创建了精确的二维和三维有限元模型 ,并将计算结果与各类权威标准进行对照 。 展开更多
关键词 齿轮 精确建模 有限元分析 齿根应力
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深层搅拌桩复合地基沉降计算理论研究 被引量:37
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作者 施建勇 邹坚 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期309-315,320,共8页
为了寻求深层搅拌桩复合地基沉降计算的简便方法,根据已有的研究成果,进行了桩与桩周土间摩檫力分布规律的假设和简化,运用单位元法推导了深层搅拌桩复合地基沉降计算公式和设计用曲线,同时采用轴对称有限元法,对一实际工程的实测成果... 为了寻求深层搅拌桩复合地基沉降计算的简便方法,根据已有的研究成果,进行了桩与桩周土间摩檫力分布规律的假设和简化,运用单位元法推导了深层搅拌桩复合地基沉降计算公式和设计用曲线,同时采用轴对称有限元法,对一实际工程的实测成果进行了分析。计算结果表明:文中理论计算的各级荷载下的沉降量值介于分层总和法与有限元法计算值之间,但文中方法比有限元计算法简单,比分层总和法更合理。 展开更多
关键词 复合地基 沉降 单位元法 有限元法 分层总和法
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永磁同步电动机电抗参数研究 被引量:54
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作者 张飞 唐任远 +1 位作者 陈丽香 韩雪岩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期7-10,共4页
永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据。由于永磁同步电动机转子磁路结构多种多样,与普通同步电机有很大差别,电抗参数用现有计算方法难以计算准确,不仅导致延长研制过程、加大研制费用,而且使设计优化和性能仿真... 永磁同步电动机电抗参数是电机性能分析和优化设计的重要依据。由于永磁同步电动机转子磁路结构多种多样,与普通同步电机有很大差别,电抗参数用现有计算方法难以计算准确,不仅导致延长研制过程、加大研制费用,而且使设计优化和性能仿真缺乏科学依据。本文利用ANSOFT软件对永磁同步电动机的交、直轴电枢反应电抗参数进行计算,计算结果与试验测试结果吻合较好,在此基础上总结出永磁同步电动机电抗参数的变化规律,为永磁同步电动机设计提供了依据。 展开更多
关键词 永磁同步电动机 电抗参数 有限元法
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有限元法分析高压架空线路附近电场分布 被引量:53
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作者 甘艳 阮江军 邬雄 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第8期52-55,共4页
为准确得到实际建筑物及其周围场强分布,应用三维有限元法分析高压架空线路附近建筑物及其邻近区域中的电场分布。采用的模型考虑了高压架空线和实际建筑物(即建筑物墙壁、楼层间钢筋等)结构,并用六面体单元剖分整体模型以减少三维模型... 为准确得到实际建筑物及其周围场强分布,应用三维有限元法分析高压架空线路附近建筑物及其邻近区域中的电场分布。采用的模型考虑了高压架空线和实际建筑物(即建筑物墙壁、楼层间钢筋等)结构,并用六面体单元剖分整体模型以减少三维模型单元数量和提高计算精度。再应用子模型法校核计算结果的准确性,然后分别计算空间中有建筑物时房屋顶部和内部和无建筑物时同样位置的电场分布。最后讨论建筑物对其外部电场的畸变作用及对其内部电场的屏蔽作用。结果表明:架空线路附近的建筑物会改变空间电场分布,且建筑物附近电场强度的最大值出现在建筑物外廓尖角处。 展开更多
关键词 高压架空线 有限元法 电场 剖分 屏蔽作用
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三维地形直流电阻率有限元法模拟 被引量:49
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作者 强建科 罗延钟 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1606-1613,共8页
基于稳定电流场的基本方程、三维区域满足的边值问题以及相应的变分问题,研究了三维起伏地形条件下电阻率的有限单元数值模拟算法.离散积分区域时,以三棱柱为最小研究单元,推导了含有地形特征信息的三线性插值型函数以及单元刚度矩阵.... 基于稳定电流场的基本方程、三维区域满足的边值问题以及相应的变分问题,研究了三维起伏地形条件下电阻率的有限单元数值模拟算法.离散积分区域时,以三棱柱为最小研究单元,推导了含有地形特征信息的三线性插值型函数以及单元刚度矩阵.采用变带宽、一维数组方式只存储稀疏刚度矩阵中非零元素,能够节约内存.利用Cholesky分解法只分解一次大型稀疏矩阵,通过回代可以求出方程组的全部解,当求解有多个供电点的测深问题时可以缩短计算时间.模型计算表明,在水平层状介质模型上,三维计算结果与解析解或二维数值解十分吻合,计算精度满足误差要求.在二维山脊上的二极剖面或三维山谷上的中间梯度剖面上,其三维计算结果与相应模型的土槽实验结果或边界元法计算结果也非常接近. 展开更多
关键词 电阻率法 有限单元法 三维数值模拟 起伏地形
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基于Archard理论的挤压次数对模具磨损量的影响分析 被引量:53
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作者 林高用 冯迪 +2 位作者 郑小燕 杨伟 孙利平 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1245-1251,共7页
针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部... 针对前次挤压对后次挤压的模具磨损有着显著影响,模具的总磨损量并不与单次磨损量呈简单的线性关系,将考虑温度影响的Archard磨损计算修正模型与有限元数值模拟分析方法相结合,预测铝合金挤压过程中模具表面磨损最严重的部位,建立该部位磨损量与挤压次数之间的确切关系,并由此提出一种考虑挤压次数影响的总磨损量计算公式。 展开更多
关键词 挤压 模具磨损 Archard理论 有限元
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特高压紧凑型输电线路工频电场强度计算 被引量:49
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作者 黄道春 阮江军 +1 位作者 余世峰 皇甫成 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期69-71,共3页
为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和... 为研究特高压交流输电线路的工频电场强度,通过建立二维静电场有限元模型,计算了LGJ-400/65、LGJ-500/45、LGJ-630/45 3种型号导线,子导线根数分别为6、8、10、12的导线表面场强、相导线平均场强最大值、线路下方距地面1 m处最大场强和线路走廊宽度,分析了导线截面、子导线根数、线路最低对地高度和走廊宽度的选取。结果表明特高压交流线路选取大截面导线、紧凑型倒三角布置方式在导线表面场强、杆塔高度和线路走廊方面可满足要求。 展开更多
关键词 特高压 紧凑型 电场强度 有限元法 走廊宽度
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基于流体多组分传输的气体绝缘母线温度场数值计算与分析 被引量:52
18
作者 吴晓文 舒乃秋 +1 位作者 李洪涛 李玲 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第33期141-147,187,共7页
气体绝缘母线的工作状态与其散热性能以及温升直接相关。建立了有限元模型计算母线导体焦耳热损耗以及外壳涡流损耗,根据流体力学理论,采用流体多组分传输模型计算母线流场与温度场分布。利用单元映射方法实现涡流场、流场以及温度场的... 气体绝缘母线的工作状态与其散热性能以及温升直接相关。建立了有限元模型计算母线导体焦耳热损耗以及外壳涡流损耗,根据流体力学理论,采用流体多组分传输模型计算母线流场与温度场分布。利用单元映射方法实现涡流场、流场以及温度场的间接耦合,综合考虑母线与其内部绝缘气温度变化特性。针对分相封闭母线及共相封闭母线两种不同母线结构稳态与瞬态温度场进行数值计算,分析了母线与气体及外部空气边界的对流与辐射换热效应、流体物性参数随温度变化特性。针对分相封闭母线及共相封闭母线两种不同母线结构稳态与瞬态温度场进行数值计算,分析了母线与气体交界面对流与辐射换热量的比例关系、传热系数分布以及母线温升随电力负荷与时间的变化过程。通过对比计算结果与传统工程算法、单组分分析方法以及实验结果,验证了该模型的正确性。 展开更多
关键词 气体绝缘母线 有限元模型 流体多组分传输 流场 温度场
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发电机内部冷却气流状态对定子温度场的影响 被引量:46
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作者 丁树业 李伟力 +1 位作者 靳慧勇 熊斌 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期131-135,共5页
由于大型同步发电机运行状况以及结构的复杂性,定子径向通风沟内冷却流体的流动状态对定子温度场的分布有显著的影响。根据流体力学理论,推导了定子径向通风沟内二维流体运动的微分方程,给出了求解域和相应的边界条件及假设条件,采用有... 由于大型同步发电机运行状况以及结构的复杂性,定子径向通风沟内冷却流体的流动状态对定子温度场的分布有显著的影响。根据流体力学理论,推导了定子径向通风沟内二维流体运动的微分方程,给出了求解域和相应的边界条件及假设条件,采用有限体积法对流体场进行了计算,并且对冷却气体以不同的入射角度入射时径向通风沟内流场流速的分布进行了比较;建立了定子三维温度场的数学模型和物理模型,给出了求解域的边界条件以及各部分的损耗,针对上述流体场分布的不同情况,采用有限元法对定子三维温度场进行了数值计算;将计算结果与实测值进行了比较,得出了一些有益的结论。 展开更多
关键词 大型同步发电机 流体场 温度场 有限体积法 有限元法
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基于定子齿削角的近极槽永磁同步电机振动噪声削弱方法 被引量:48
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作者 李岩 李双鹏 +1 位作者 周吉威 李龙女 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期45-52,共8页
对于近极槽永磁同步电机而言,其振动噪声特性具有许多的特殊性。本文首先分析了分数槽永磁同步电机在定子齿削角时永磁体产生的气隙磁通密度分布表达式,然后利用所推导的解析表达式计算了在不同齿削角度情况下的各次谐波幅值,最后分别... 对于近极槽永磁同步电机而言,其振动噪声特性具有许多的特殊性。本文首先分析了分数槽永磁同步电机在定子齿削角时永磁体产生的气隙磁通密度分布表达式,然后利用所推导的解析表达式计算了在不同齿削角度情况下的各次谐波幅值,最后分别应用有限元法与解析公式计算分析了齿削角方法对电机振动噪声所带来的影响。结果表明,对定子应用齿削角的方法可有效降低近极槽表贴式永磁同步电机的振动噪声。 展开更多
关键词 近极槽 表贴式永磁同步电机 振动噪声 有限元法 定子齿削角
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