一种电机转子冲片轻量化优化方法与流程

1.本发明涉及电机转子冲片技术领域，更具体地说，尤其涉及一种电机转子冲片轻量化优化方法。


背景技术：

2.目前，对电机转子冲片的结构设计，通常采用经验设计，对标已存在产品参考其外形结构、尺寸等参数进行比例缩放，然后进行电磁计算，经验公式的刚强度校核，再进行样品的制作，完成相关的性能测试，最后视测试结果进行前面的重复工作，结构优化、样品制作、测试等。采用传统设计方法，存在以下缺点：1）产品的设计优化周期长；2）参考以存在产品性能不一定达到最优；3）结构刚强度校核过于简单保守，不利于轻量化设计；4）需进行几轮的样品制作及测试，成本高，而且效果不一定理想。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种电机转子冲片轻量化优化方法，缩短产品的设计生产周期，提高产品的轻量化设计效率，降低产品设计样品制作轮次及成本。
4.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种电机转子冲片轻量化优化方法，是基于电机的工作工况，选取电机典型几个工作工况作为转子设计的工况要求，转子在不同工况下工作时的所有载荷作为变量，并对载荷以对应工况进行编组，采用三维设计软件及有限元软件拓扑优化、尺寸优化、形貌优化的分析方法，对电机转子冲片结构进行优化设计并进行刚强度的校核，最终通过优化指导设计，并完成样品制作及测试。
5.本发明所述一种电机转子冲片轻量化优化方法，具体包括以下步骤：步骤1、采用三维软件设计一个转子冲片的初始外形结构；步骤2、在有限元软件中进行网格划分载荷工况定义，完成典型工况下的拓扑结构仿真；步骤3、从有限元软件中导出拓扑仿真的几何数据，在三维设计软件中进行修改优化设计；步骤4、对三维软件修改后的拓扑结构，在有限元软件中重新划分网格，进行典型工况下的尺寸优化仿真；步骤5、从有限元软件中导出典型工况下的尺寸优化仿真结构，在三维软件中进行结构设计；步骤6、从有限元软件中对尺寸优化结构进行网格划分，进行形貌优化仿真；步骤7、从有限元软件中导出典型工况下的形貌优化仿真结构，在三维软件中进行结构设计；步骤8、从有限元软件中对三维软件中形貌优化结构进行典型工况下的有限元分析；步骤9、根据步骤8的分析结果进行样品的制作和测试，如果产品满足性能要求，设计完
成；如果产品不满足性能要求，重复步骤5-8过程直至产品满足性能要求。
6.本发明优化方法采用了三维设计及有限元分析方法相结合交替进行，一步步完善产品设计，很多的设计缺陷在有限元优化设计过程中得以改善，没有遗留到样品制作出了后进行测试才发现，减少了样品制作的轮次，缩短了产品设计时间周期，降低了产品样品制作及测试的成本，在满足产品性能的前提下使产品的性能及成本最优化，提高产品的市场竞争力。
附图说明
7.图1是本发明优化方法的流程图。
具体实施方式
8.为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
9.一种电机转子冲片轻量化优化方法，具体包括以下步骤：步骤1、应用三维设计软件设计一个转子冲片的初始外形结构；步骤2、对初始转子冲片结构在有限元拓扑优化软件中进行典型工况下的拓扑优化分析，得到综合典型工况下的拓扑结构；步骤3、在三维设计软件基于转子冲片的拓扑结构进行修改设计；步骤4、对三维软件设计的转子冲片拓扑结构在有限元软件中基于典型工况进行尺寸的优化分析，得到转子冲片的尺寸优化结构；步骤5、在三维软件中对转子冲片的尺寸优化结构进行精细的设计；步骤6、对三维软中精细设计的转子冲片在有限元软件中在典型工况下进行形貌优化；步骤7、在三维软件中对形貌优化的转子冲片结构进行进最终精细优化；步骤8、从有限元软件中对三维软件中形貌优化结构进行典型工况下的有限元分析；步骤9、根据步骤8的分析结果进行样品的制作和测试，如果产品满足性能要求，设计完成；如果产品不满足性能要求，重复步骤5-8过程直至产品满足性能要求。
10.本发明优化方法采用了三维设计及有限元分析方法相结合交替进行，一步步完善产品设计，很多的设计缺陷在有限元优化设计过程中得以改善，没有遗留到样品制作出了后进行测试才发现，减少了样品制作的轮次，缩短了产品设计时间周期，降低了产品样品制作及测试的成本，在满足产品性能的前提下使产品的性能及成本最优化，提高产品的市场竞争力。


技术特征：
1.一种电机转子冲片轻量化优化方法，其特征在于：所述优化方法是基于电机的工作工况，选取电机典型几个工作工况作为转子设计的工况要求，转子在不同工况下工作时的所有载荷作为变量，并对载荷以对应工况进行编组，采用三维设计软件及有限元软件拓扑优化、尺寸优化、形貌优化的分析方法，对电机转子冲片结构进行优化设计并进行刚强度的校核，最终通过优化指导设计，并完成样品制作及测试。2.根据权利要求1所述的电机转子冲片轻量化优化方法，其特征在于：包括步骤：步骤1、采用三维软件设计一个转子冲片的初始外形结构；步骤2、在有限元软件中进行网格划分载荷工况定义，完成典型工况下的拓扑结构仿真；步骤3、从有限元软件中导出拓扑仿真的几何数据，在三维设计软件中进行修改优化设计；步骤4、对三维软件修改后的拓扑结构，在有限元软件中重新划分网格，进行典型工况下的尺寸优化仿真；步骤5、从有限元软件中导出典型工况下的尺寸优化仿真结构，在三维软件中进行结构设计；步骤6、从有限元软件中对尺寸优化结构进行网格划分，进行形貌优化仿真；步骤7、从有限元软件中导出典型工况下的形貌优化仿真结构，在三维软件中进行结构设计；步骤8、从有限元软件中对三维软件中形貌优化结构进行典型工况下的有限元分析；步骤9、根据步骤8的分析结果进行样品的制作和测试，如果产品满足性能要求，设计完成；如果产品不满足性能要求，重复步骤5-8过程直至产品满足性能要求。

技术总结
本发明公开了一种电机转子冲片轻量化优化方法，是基于电机的工作工况，选取电机典型几个工作工况作为转子设计的工况要求，转子在不同工况下工作时的所有载荷作为变量，并对载荷以对应工况进行编组，采用三维设计软件及有限元拓扑优化、尺寸优化、形貌优化的分析方法，对电机转子冲片结构进行优化设计并进行刚强度的校核，最终通过优化指导设计，并完成样品制作及测试。本发明优化方法能有效缩短产品的设计生产周期，提高产品的轻量化设计效率，降低产品设计样品制作轮次及成本。低产品设计样品制作轮次及成本。低产品设计样品制作轮次及成本。


技术研发人员：刘长来 夏诗忠 张志宪 吴银龙 骆淼 熊伟
受保护的技术使用者：中克骆瑞新能源科技有限公司
技术研发日：2020.12.24
技术公布日：2022/6/28