Введение
Глава 1. Современное состояние вопроса и задачи исследования 13
1.1. Факторы, влияющие на работоспособность щеточно-коллекторного узла, и способы повышения надежности 13
1.2. Анализ конструкции и технологии изготовления коллекторной пластины . 18
1.3. Анализ существующих методов расчета температуры в коллекторах 24
1.4. Анализ существующих методов расчета напряжений в коллекторах ; 32
1.5. Обоснование применения метода конечных элементов для
определения теплового и напряженно-деформированного
состояния коллектора 37
1.6. Выводы по обзору. Цели и задачи исследования 40
Глава 2. Математическое моделирование теплового состояния коллектора в установившемся режиме . 43
2.1. Анализ тепловых потоков, действующих на коллектор 44
2.2. Обоснование расчетного контура 50
2.3. Применение МКЭ для определения температурного поля коллектора 53
2.4. Выбор типа КЭ и особенности дискретизации расчетной области ... 59
2.5. Особенности применения конечного элемента - тетраэдра... 62
2.6. Описание исходных данных и граничных условий 68
2.7. Особенности программной реализации 70
2.8. Исследование влияния режима работы двигателя на температуру коллектора 75
2.9. Исследование влияния конструктивного исполнения коллектора на его температурное поле 79
2.10. Исследование влияния величины тепловых потерь на коллекторе и тепловой связи коллектора с якорем 85
2.11. Исследование влияния размера и формы конечных элементов на точность расчетов 87
2.12. Выводы 88
Глава 3. Математическое моделирование напряженно-деформированного состояния коллектора 91
3.1. Анализ напряженно-деформ ированного состояния коллектора 92
3.2. Обоснование расчетного контура и исходных данных 95
3.3. Применение МКЭ для определения напряженно-деформированного состояния коллектора 98
3.4. Особенности применения конечного элемента - тетраэдра 105
3.5. Учет граничных условий 108
3.6. Использование локальной системы координат 110
3.7. Особенности программной реализации 114
3.8. Исследование степени влияния сил, действующих на коллектор 115
3.9. Исследование влияния режима работы двигателя на напряженно-деформированное состояние коллектора 118
3.10. Исследование влияния величины падения напряжения на искажение формы контактной поверхности коллектора 121
3.11. Исследование влияния конструктивного исполнения коллектора на форму контактной поверхности коллектора 123
3.12. Выводы 126
Глава 4. Экспериментальное исследование теплового состояние двигателя постоянного тока 129
4.1. Основные задачи экспериментального исследования 129
4.2. Методика проведения эксперимента 132
4.3. Анализ полученных результатов 140
4.4. Выводы 144
Заключение 146
Литература 148
Приложение 158
