針對經(jīng)驗公式獲得的熱載荷與實際相比存在誤差,提出一種電主軸的熱特性仿真分析方法。首先,借助Ansys Workbench仿真平臺建立考慮冷卻液動態(tài)換熱和軸承內(nèi)圈-轉(zhuǎn)軸、軸承外圈-軸承套接觸熱阻的電主軸溫度場熱-流-固耦合模型;其次,在仿真模型基礎(chǔ)上,采用遺傳算法,綜合對生熱部件生熱量和各換熱表面換熱系數(shù)進(jìn)行優(yōu)化修正,將修正后的生熱量和換熱系數(shù)作為熱載荷條件,建立高速電主軸熱載荷優(yōu)化修正模型。并基于該模型研究了冷卻液熱耗散量與熱源生熱功率之間的動態(tài)關(guān)系;最后,通過電主軸溫升實驗驗證了該模型的準(zhǔn)確性。結(jié)果表明:該優(yōu)化修正模型能夠有效提高電主軸的溫度場仿真精度,并且冷卻液供液溫度比環(huán)境溫度約低2℃情況時,主軸結(jié)構(gòu)與冷卻液達(dá)到最佳的生熱-散熱平衡。

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【文章目錄】：
引言
1 高速電主軸熱載荷建模
    1.1 電機損耗生熱
    1.2 軸承摩擦生熱
    1.3 邊界散熱
2 建立熱載荷優(yōu)化修正模型
    2.1 建立有限元熱-流-固耦合仿真模型
        2.1.1 主軸模型簡化及網(wǎng)格劃分
        2.1.2 熱-流-固耦合設(shè)置
        2.1.3 接觸熱阻加載
    2.2 基于遺傳算法的熱載荷優(yōu)化修正
3 結(jié)果分析
    3.1 仿真結(jié)果分析
    3.2 電主軸溫度特性規(guī)律分析
4 實驗驗證
5 結(jié)論



本文編號：3800973