一种电机零件的材料参数获取方法及装置与流程

本申请涉及电机，更具体地，涉及一种电机零件的材料参数获取方法及装置。

背景技术：

1、现代汽车行业对乘用感受的高追求日益高涨，尤其是低振动噪声更是各个车企努力达到的标准。对于电动汽车而言，降低驱动电机的振动噪声对于提高整车nvh性能至关重要。因为电机在运行过程中，作用于定子的径向电磁力波频率与定子结构固有频率接近时会存在共振，从而产生电磁噪声。而在设计阶段抑制电磁噪声的方法，就要做到“避频”和“避型”，即将同一阶次的径向电磁力频率和定子结构固有频率错开。因此，准确预测电机结构的各阶固有频率及其模态振型，是抑制电动汽车驱动电机电磁振动噪声的关键，而其中电机定子对电机结构的固有频率是影响最大的因素，因此准确预测电机定子结构的固有频率及模态特性最为重要。

2、目前，定子结构多采用硅钢片叠压或点焊工艺制备定子总成，通常包含硅钢片、粘合胶以及空气，所以对于定子总成模型的有限元分析时，其材料参数的设置与赋予有较大的难度，因为按照硅钢片单体材料属性进行赋值时，仿真结果与实验结果相差较大。因此需要有一种能够结合试验数据与仿真结果的方法，得到的材料参数能够满足有限元仿真结果与试验数据贴近，并为后续估算其他阶次模态提供更加准确的仿真数据。

3、现有的材料参数逆向求解的方法包括解析法，即根据公式求解结果，这种需要有很过硬的理论基础与数据处理能力，同时时间成本较大；另一种方法是利用有限元软件推理，先是假定一组参数，根据仿真结果与试验结果进行比对，同时修改参数设置，利用控制变量法逐步求解出贴近试验数据的材料参数，这种方法也是需要大量时间与人本成本，所以这两种方法的使用率较低。

技术实现思路

1、本申请提供一种电机零件的材料参数获取方法及装置，依据目标零件的模态试验数据为基准进行逆向求解，得出仿真结果与试验数据相近的材料参数，提高了材料参数的获取效率，节省了时间成本和人工成本。

2、本申请提供了一种电机零件的材料参数获取方法，包括：

3、确定电机的目标零件的多个材料参数变量及其初始值；

4、基于多个材料参数变量的初始值获得的模态试验数据确定目标零件的有限元仿真的输出响应变量；

5、设置多个材料参数变量的范围以及材料参数变量之间的约束关系；

6、依据模态试验结果设置有限元仿真的模态频率输出响应目标值；

7、利用有限元仿真模型对材料参数进行迭代求解，获得符合模态频率输出响应目标值的材料参数样本点，作为电机零件的材料参数。

8、优选地，基于多个材料参数变量的初始值获得的模态试验数据确定目标零件的有限元仿真的输出响应变量，具体包括：

9、寻找与目标阶次的模态试验结果具有相同模态振型的有限元仿真结果；

10、将有限元仿真结果作为目标阶次对应的有限元仿真结果；

11、将所有目标阶次对应的有限元仿真结果作为目标零件的有限元仿真的输出响应变量。

12、优选地，对于电机的定子铁心，多个材料参数变量中径向材料参数相等，并与轴向材料参数不同。

13、优选地，对于电机的定子铁心，定子铁心总成等效模型为一个整体，且为二阶四面体网格模型。

14、优选地，将所有目标阶次的模态试验结果作为有限元仿真的模态频率输出响应目标值。

15、本申请还提供一种电机零件的材料参数获取装置，包括材料参数变量确定模块、输出响应变量确定模块、第一设置模块、第二设置模块以及迭代模块；

16、材料参数变量确定模块用于确定电机的目标零件的多个材料参数变量及其初始值；

17、输出响应变量确定模块用于基于多个材料参数变量的初始值获得的模态试验数据确定目标零件的有限元仿真的输出响应变量；

18、第一设置模块用于设置多个材料参数变量的范围以及材料参数变量之间的约束关系；

19、第二设置模块用于依据模态试验结果设置有限元仿真的模态频率输出响应目标值；

20、迭代模块用于利用有限元仿真模型对材料参数进行迭代求解，获得符合模态频率输出响应目标值的材料参数样本点，作为电机零件的材料参数。

21、优选地，输出响应变量确定模块包括查询模块、阶次关联模块以及输出响应变量获得模块；

22、查询模块用于寻找与目标阶次的模态试验结果具有相同模态振型的有限元仿真结果；

23、阶次关联模块用于将有限元仿真结果作为目标阶次对应的有限元仿真结果；

24、输出响应变量获得模块用于将所有目标阶次对应的有限元仿真结果作为目标零件的有限元仿真的输出响应变量。

25、优选地，对于电机的定子铁心，多个材料参数变量中径向材料参数相等，并与轴向材料参数不同。

26、优选地，对于电机的定子铁心，定子铁心总成等效模型为一个整体，且为二阶四面体网格模型。

27、优选地，第二设置模块用于将所有目标阶次的模态试验结果作为有限元仿真的模态频率输出响应目标值。

28、通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

技术特征：

1.一种电机零件的材料参数获取方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电机零件的材料参数获取方法，其特征在于，基于所述多个材料参数变量的初始值获得的模态试验数据确定所述目标零件的有限元仿真的输出响应变量，具体包括：

3.根据权利要求1所述的电机零件的材料参数获取方法，其特征在于，对于电机的定子铁心，所述多个材料参数变量中径向材料参数相等，并与轴向材料参数不同。

4.根据权利要求3所述的电机零件的材料参数获取方法，其特征在于，对于电机的定子铁心，定子铁心总成等效模型为一个整体，且为二阶四面体网格模型。

5.根据权利要求2所述的电机零件的材料参数获取方法，其特征在于，将所有目标阶次的模态试验结果作为有限元仿真的模态频率输出响应目标值。

6.一种电机零件的材料参数获取装置，其特征在于，包括材料参数变量确定模块、输出响应变量确定模块、第一设置模块、第二设置模块以及迭代模块；

7.根据权利要求6所述的电机零件的材料参数获取装置，其特征在于，所述输出响应变量确定模块包括查询模块、阶次关联模块以及输出响应变量获得模块；

8.根据权利要求6所述的电机零件的材料参数获取装置，其特征在于，对于电机的定子铁心，所述多个材料参数变量中径向材料参数相等，并与轴向材料参数不同。

9.根据权利要求8所述的电机零件的材料参数获取装置，其特征在于，对于电机的定子铁心，定子铁心总成等效模型为一个整体，且为二阶四面体网格模型。

10.根据权利要求7所述的电机零件的材料参数获取装置，其特征在于，所述第二设置模块用于将所有目标阶次的模态试验结果作为有限元仿真的模态频率输出响应目标值。

技术总结
本申请公开了一种电机零件的材料参数获取方法及装置，方法包括：确定电机的目标零件的多个材料参数变量及其初始值；基于多个材料参数变量的初始值获得的模态试验数据确定目标零件的有限元仿真的输出响应变量；设置多个材料参数变量的范围以及材料参数变量之间的约束关系；依据模态试验结果设置有限元仿真的模态频率输出响应目标值；利用有限元仿真模型对材料参数进行迭代求解，获得符合模态频率输出响应目标值的材料参数样本点，作为电机零件的材料参数。本申请依据目标零件的模态试验数据为基准进行逆向求解，得出仿真结果与试验数据相近的材料参数，提高了材料参数的获取效率，节省了时间成本和人工成本。

技术研发人员：张义成,彭帮亮,付杨成,黄光颖,陈伟
受保护的技术使用者：安徽江淮汽车集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27