陈恩涛　施道龙　卓亮

摘要：高速永磁转子结构强度设计研究，对于保证转子可靠、稳定的工作具有重要意义。为了研究高速表贴式永磁转子的护套失效问题，采用有限元方法分析了护套的弹塑性变形情况，获得了护套在不同工况下的弹塑性应力，得出了永磁转子的失效转速，且超速试验与仿真结果具有良好的一致性，为永磁转子的强度设计和改进提供了技术依据。

关键词：高速转子;失效转速;强度设计;弹塑性力学

0 引言

高温高速发电机是全电、多电飞机重要的供能设备。高温高速发电机工作时面临着复杂的物理环境，给发电机的安全、可靠性带来了极大的挑战。其中，高速旋转的磁钢对护套产生强应力挤压作用，会增加护套破裂失效的风险，严重时甚至会导致发动机毁坏，给主机系统造成巨大的经济损失。因此，开展高速永磁转子强度设计研究，对于保证发电机系统稳定性和质量可靠性具有重要意义。国内外对发电机转子强度均进行了比较全面的研究，其研究涉及转子材料、结构尺寸、过盈量及温度等方面[1-4]，却鲜有考虑转子的弹塑性力学行为，对转子护套的机械强度研究不够透彻。因此，本文基于ANSYS Workbench多物理场仿真平台，研究了某型航空用高温高速发电机在30 000 r/min、35 000 r/min工况下的转子弹塑性力学行为，获得了表贴式永磁转子安全工作的极限转速，且超速试验与仿真结果具有良好的一致性，为转子的安全运转区间和强度设计改进奠定了技术基础。……