一种磁力耦合装置的结构参数优化方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及磁力耦合技术领域，具体地说是一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，建立磁力耦合部分模型，将磁力耦合部分各部分参数即限制在实际加工与安装条件下的允许的取值范围和定值，在优化分析软件中插入永磁体物理模块以及Excel模块并导入所需优化的变量和目标变量，设置迭代次数以及收敛条件，设置优化变量的初始值以及允许的变化范围，设置转矩约束条件大于某定值，设置优化目标为永磁体总体积最小化，同现有技术相比，本发明专利技术通过有限元分析软件和优化分析软件进行三维参数化模型设计将永磁体的各项物理参数进行优化分析，使磁力耦合部分工作过程中所能传递的磁转矩最大化，使得磁力耦合部分结构更加紧凑，减小永磁体使用的成本。体使用的成本。体使用的成本。

【技术实现步骤摘要】
一种磁力耦合装置的结构参数优化方法


[0001]本专利技术涉及磁力耦合
，具体地说是一种磁力耦合装置的结构参数优化方法。

技术介绍

[0002]在动力传递的过程中，会遇到泄露的问题，为了彻底消除这个问题，通常都通过磁力耦合装置来对原动力装置的替代，这就需要磁力耦合装置提供足够的磁转矩。
[0003]但要提供足够的磁转矩，现有技术通常都需要大幅增加磁力耦合装置内永磁体的体积，从而使生产和维护成本提升。
[0004]基于以上原因，本专利技术设计了一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，在保证足够磁转矩的条件下以及磁力耦合部分的结构参数在装配与加工允许的范围内对永磁体总体积进行优化，使磁力耦合部分结构更加紧凑，永磁体的使用材料最少化，减小永磁体使用的成本。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，在保证足够磁转矩的条件下以及磁力耦合部分的结构参数在装配与加工允许的范围内对永磁体总体积进行优化，使磁力耦合部分结构更加紧凑，永磁体的使用材料最少化，减小永磁体使用的成本。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术提供一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]S1
‑
1：建立磁力耦合三维参数化模型，在有限元分析软件中对内轭铁、内磁体、外磁体和外轭铁定义材料属性，边界条件设置，网格设置和输出参数设置，输出参数为磁力耦合部分工作过程中所能传递的最大磁转矩；
[0008]S1
‑
2：在优化分析软件中定义优化目标，优化变量以及约束条件并进行优化分析后进行参数输出，优化目标设置为磁力耦合部分永磁体体积最小化，优化变量设置为磁力耦合各部分参数，约束条件设置为传递磁转矩大于等于设定值；
[0009]优化变量具体为永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、气隙长度tg、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy；
[0010]S1
‑
3：将永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy限制在实际加工与安装条件下允许的取值范围，气隙长度tg设置为定值；
[0011]S1
‑
4：在优化分析软件中插入有限元分析软件模块和Excel模块，并导入优化变量和优化目标；
[0012]S1
‑
5：在优化分析软件中调用优化模块，设置迭代次数和收敛条件，设置优化变量的初始值以及允许的变化范围，设置约束条件大于设定值，设置优化目标为永磁体总体积
最小化；
[0013]S1
‑
6：定义各优化模块之间变量的数据流，使得各模块之间的变量可以互通；
[0014]S1
‑
7：进行优化分析，得到满足约束条件以及优化目标条件下最优的磁力耦合部分优化变量的配置方式。
[0015]有限元分析软件为Ansys Workbench Maxwell 3D软件。
[0016]优化分析软件为isight软件。
[0017]优化分析软件中优化模块的优化方法为Hooke
‑
Jeeves。
[0018]同现有技术相比，本专利技术通过有限元分析软件和优化分析软件进行三维参数化模型设计将永磁体的各项物理参数进行优化分析，使磁力耦合部分工作过程中所能传递的磁转矩最大化，使得磁力耦合部分结构更加紧凑，减小永磁体使用的成本。
附图说明
[0019]图1为本专利技术磁力耦合部分结构组成示意图一。
[0020]图2为本专利技术磁力耦合部分结构组成示意图二。
[0021]图3为本专利技术磁力耦合部分结构俯视示意图。
[0022]图4为本专利技术优化结果示意图。
[0023]附图标记说明：
[0024]1是内轭铁，2是内磁体，3是外磁体，4是外轭铁。
具体实施方式
[0025]现结合附图对本专利技术做进一步描述。
[0026]参见图1～4，本专利技术提供了一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0027]S1
‑
1：建立磁力耦合三维参数化模型，在有限元分析软件中对内轭铁1、内磁体2、外磁体3和外轭铁4定义材料属性，边界条件设置，网格设置和输出参数设置，输出参数为磁力耦合部分工作过程中所能传递的最大磁转矩；
[0028]S1
‑
2：在优化分析软件中定义优化目标，优化变量以及约束条件并进行优化分析后进行参数输出，优化目标设置为磁力耦合部分永磁体体积最小化，优化变量设置为磁力耦合各部分参数，约束条件设置为传递磁转矩大于等于设定值；
[0029]优化变量具体为永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、气隙长度tg、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy；
[0030]S1
‑
3：将永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy限制在实际加工与安装条件下允许的取值范围，气隙长度tg设置为定值；
[0031]S1
‑
4：在优化分析软件中插入有限元分析软件模块和Excel模块，并导入优化变量和优化目标；
[0032]S1
‑
5：在优化分析软件中调用优化模块，设置迭代次数和收敛条件，设置优化变量的初始值以及允许的变化范围，设置约束条件大于设定值，设置优化目标为永磁体总体积最小化；
[0033]S1
‑
6：定义各优化模块之间变量的数据流，使得各模块之间的变量可以互通；
[0034]S1
‑
7：进行优化分析，得到满足约束条件以及优化目标条件下最优的磁力耦合部分优化变量的配置方式。
[0035]有限元分析软件为Ansys Workbench Maxwell 3D软件。
[0036]优化分析软件为isight软件。
[0037]优化分析软件中优化模块的优化方法为Hooke
‑
Jeeves。
[0038]实施例：
[0039]如图1～图4所示，首先打开Ansys Workbench Maxwell 3D软件，定义所需要优化的永磁体的内轭铁1、内磁体2、外磁体3和外轭铁4材料属性，例如316L不锈钢、低碳钢和钕铁硼，定义边界条件、网格设置和输出参数设置，因为所需要得到的是磁转矩，因此将输出的参数设定为需要得到最大的磁转矩，基于上述对永磁体主要物理结构的设定，再打开isight软件，设置所要优化的目标为磁力耦合部分永磁体体积最小化，这里与磁转矩的最大化相互对应形成本申请所要实现的技术效果，再将所要优化的变量设定为永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、气隙长度tg、内磁体厚度im和内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁力耦合装置的结构参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1
‑
1：建立磁力耦合三维参数化模型，在有限元分析软件中对内轭铁(1)、内磁体(2)、外磁体(3)和外轭铁(4)定义材料属性，边界条件设置，网格设置和输出参数设置，所述输出参数为磁力耦合部分工作过程中所能传递的最大磁转矩；S1
‑
2：在优化分析软件中定义优化目标，优化变量以及约束条件并进行优化分析后进行参数输出，所述优化目标设置为磁力耦合部分永磁体体积最小化，所述优化变量设置为磁力耦合各部分参数，所述约束条件设置为传递磁转矩大于等于设定值；所述优化变量具体为永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、气隙长度tg、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy；S1
‑
3：将所述永磁体长度h、外轭铁外径oyo、外轭铁厚度oy、外磁体厚度om、内磁体厚度im和内轭铁厚度iy限制在实际加工与安装条件下允许的取值范围，所述气隙长度tg设置为定值；S1
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4：在优...

【专利技术属性】
技术研发人员：倪修华，徐尧天，王辉，张龙，杨巍，崔海涛，曹安琪，刘旭辉，陈炳君，
申请(专利权)人：上海楚怡生物科技有限公司维秦科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：