永磁同步电机转子冲片疲劳仿真分析方法研究

摘要

为解决某电驱总成转子冲片的疲劳断裂故障，建立冲片有限元模型，对冲片疲劳断裂现象进行模拟，分析冲片厚度、冲片材料各向异性、胶料、电磁力、磁钢与冲片接触不均匀性、温度等因素对冲片应力的影响；基于应力试验结果修正材料应力S-寿命N曲线；优化转子冲片结构，增大中间隔磁桥厚度和断裂处圆角半径，并对优化后冲片进行仿真与耐久试验验证。结果表明：冲片应力随着冲片厚度增大而下降，随磁钢与冲片接触不均匀性增大而显著增大；材料各向异性、胶料、电磁力对冲片应力的影响较小，而温度对冲片应力的影响较大；修正材料S-N曲线后，疲劳寿命的仿真结果与试验结果高度吻合，验证了模型的准确性；优化方案的仿真疲劳寿命为218万次循环，远高于3万次的要求，且通过了耐久试验验证。该方法成功解决了冲片断裂问题并提高了冲片疲劳寿命预测的精度。

关键词

电驱总成 / 永磁同步电机 / 冲片 / 应力分析 / 疲劳分析