油浸式變壓器油箱CAD-CAE系統(tǒng)開發(fā)與有限元分析.pdf

1、大型電力變壓器在國民經濟及日常生活中占有重要地位。隨著工農業(yè)的發(fā)展，對電力需求會越來越大，這就導致變壓器在容量、電壓等級上逐漸提高。隨之，對變壓器的運行質量和工作環(huán)境的要求也會越來越高。因此，精確地總結出一套設計與分析變壓器于一體的系統(tǒng)成為變壓器行業(yè)的迫切需要。本論文完成了大型變壓器油箱的自動化設計系統(tǒng)、結構和變壓器磁場的有限元分析，并在此基礎上，完成了大型變壓器油箱的結構優(yōu)化。 論文借助VC++、Pro/E和數據庫等軟件，對變

2、壓器油箱的各子零件及裝配系統(tǒng)設計進行了研究。針對油箱的設計標準，借助于Pro/E提供的第三方開發(fā)平臺Pro/TOOLKIT等完成了油箱簡體的CAD系統(tǒng)設計，并借助于數據庫軟件對相關數據進行管理，為變壓器油箱的系統(tǒng)設計提供了自動化界面和后臺的數據維護。 借助于有限元分析軟件ANSYS，對油箱在真空實驗下進行了結構分析，并在此基礎上開發(fā)了基于APDL的開發(fā)界面，方便用戶操作，實現了CAE系統(tǒng)的設計。通過分析，可以觀察出油箱在實驗穩(wěn)態(tài)

3、時應力和變形分布。其結果可以指導設計人員在設計油箱時采取措施盡量提高油箱的結構性能。 論文還在上一部分的基礎上，對油箱進行了優(yōu)化分析。采用兩種優(yōu)化方法，一種是利用ANSYS的優(yōu)化模塊對油箱結構尺寸進行優(yōu)化；另一種通過增補薄弱環(huán)節(jié)的加強筋來實現油箱的結構優(yōu)化。通過這兩種方法的對比，總結了對變壓器油箱進行幾何結構優(yōu)化的方法和大體過程。 最后分析了變壓器磁場分布。針對變壓器電磁場的有限元數值計算的理論和特點，給出了變壓器二維和

4、三維的漏磁分析的方法、理論和過程，并對結果進行了討論，經過討論總結出變壓器的磁場分布特點。 本論文的完成，為變壓器的CAD/CAE的發(fā)展，提供了一套切實可行的方案。在CAD方面：論文在Pro/E軟件的基礎上，展現了利用其各種二次開發(fā)技術形成一個CAD兼容數據庫的虛擬裝配系統(tǒng)的基本過程；在CAE方面：論文展現了在ANSYS軟件的基礎上，對變壓器油箱進行結構、磁場分析的過程，并對油箱的幾何結構進行了優(yōu)化。當今機械行業(yè)中，CAD與CA