世界汽車技術(shù)正朝著節(jié)能、環(huán)保等方向發(fā)展，汽車的能量消耗與汽車自身質(zhì)量成正比，因此，要想減少不需要的能量消耗，應(yīng)在保證穩(wěn)定的前提下盡量減輕汽車自身質(zhì)量。對于電動汽車來說，電池、電機(jī)和車身結(jié)構(gòu)件所占整車質(zhì)量的比例較高，從電池、電機(jī)和車身結(jié)構(gòu)入手減輕質(zhì)量，對電動汽車整車的輕量化效果十分顯著。 本文將介紹針對驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行結(jié)構(gòu)接觸非線性分析，在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，為下一步的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持。

內(nèi)嵌式永磁電機(jī)采用電機(jī)轉(zhuǎn)子片內(nèi)嵌磁鋼塊且磁極表面對稱分布的方式，不僅使電機(jī)反電動勢波形得到優(yōu)化，而且有效的抑制了電機(jī)齒槽力矩和負(fù)載力矩?cái)_動。在電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)主要承受離心力、電磁力和永磁體吸引力的作用，研究結(jié)果表明，離心力是影響電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的主要因素。本文在進(jìn)行電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析時(shí)，主要考慮電機(jī)轉(zhuǎn)子在離心力作用下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

電機(jī)轉(zhuǎn)子片離心力使磁鋼向外運(yùn)動到與沖片緊密相連，除局部外，整體遵循離軸線越遠(yuǎn)，位移越大的規(guī)律，大的為0.0028mm。在磁鋼與沖片相交的拐角處，出現(xiàn)了相對較大的局部應(yīng)力，大的應(yīng)力為64MPa，這個連接部位較窄，剛度較弱。另外，在轉(zhuǎn)子沖片開孔的凸臺處，顯然存在應(yīng)力集中。

通過以上的非線性分析，可以得到的結(jié)論為：

1)在1200rad/s的轉(zhuǎn)速下，離心力引起的電機(jī)轉(zhuǎn)子片變形和應(yīng)力不會造成結(jié)構(gòu)的破壞；

2)相鄰磁鋼連接處的部位為結(jié)構(gòu)的脆弱部位，可考慮適當(dāng)增大此處的寬度。

轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析是進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在保證足夠的強(qiáng)度下，才有進(jìn)一步進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化的空間。

本文形成的電機(jī)轉(zhuǎn)子片的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法，能有效的指導(dǎo)電機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)工作，并應(yīng)用于后續(xù)的電機(jī)產(chǎn)品開發(fā)過程中。