Structural analysis of resilient mounted electric motor
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Author
Date
2024-08-19
Department
Major/Subject
Solid Mechanics
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Mechanical Engineering (MEC)
Language
en
Pages
52+2
Series
Abstract
The thesis studies the numerical calculation of a resilient mounted electric motor for propulsion. Resilient mounting is used for reducing structure borne noise generated by the electric motor. Fixed mounted electric motor is used as a basis for the studies. The thesis uses Ansys Mechanical to analyze the behavior of the structure with resilient mountings. The process considers using modal, static and dynamic analyses for the calculation of eigenfrequencies, displacements in normal operation and displacements in fault condition. A point-mass model is used for initial calculations and the results later compared with ones achieved with shell model. Furthermore, the thesis studies how the height of the mounting with respect to the centre of gravity will affect the eigenfrequencies and determine a suitable solution to focus on. The thesis found out that the stiffness of the resilient mountings should be designed to have the first vertical mode of the structure around 8 to 10 Hz to achieve stiff enough mounting for the displacements to be feasible but still be soft enough for noise reduction. Another important finding was that the supply frequency of the motor has a major impact in a possible short-circuit scenario. Future development to consider after this thesis is a stress analysis for the frame when resilient mountings are used. Another development would be developing a suitable bearing pedestal for foot mounted sleeve bearings and calculating the stresses that the bearing pedestal encounters.Tämä diplomityö käsittelee joustavasti kiinnitetyn sähkömoottorin numeerista analyysia. Joustavan kiinnityksen käyttöä halutaan tutkia runkomelun vähentämiseksi propulsiokäytössä. Jäykästi kiinnitettyä sähkömoottoria käytetään tutkimuksen perustana. Diplomityö hyödyntää Ansys Mechanical ohjelmistoa joustavasti kiinnitetyn sähkömoottorin analysoinnissa. Diplomityö lähestyy tutkimusongelmaa käyttämällä moodianalyysia, staattista analyysia sekä dynaamista analyysia, joita käytetään ominaistaajuuksien sekä siirtymien laskemiseen niin normaalikäytössä kuin mahdollisessa oikosulkutilanteessa. Tulokset lasketaan ensin käyttämällä piste-massamallia, jonka tuloksia vertaillaan myöhemmin kuorimallilla saatuihin tuloksiin. Lisäksi tutkitaan kuinka kiinnityskorkeuden muuttaminen suhteessa massa-keskipisteeseen vaikuttaa ominaistaajuuksiin. Tutkimus osoitti, että joustavien kiinnitysten jäykkyyden tulisi olla sellainen, että laskennallinen ominaistaajuuden ensimmäinen pystymuoto olisi noin 8 ja 10 Hz välillä, jotta kiinnitykset ovat tarpeeksi jäykät siirtymien hallitsemiseksi, mutta samalla tarpeeksi löysät runkomelun pienentämiseksi. Lisäksi tutkimus sai selville, että sähkömoottorin syöttötaajuudella osoittautui olevan merkitystä mahdollisessa oikosulkutilanteessa siirtymien kannalta. Seuraava kehityskohde tämän diplomityön jälkeen voisi olla jännitystarkastelu käytetylle rungolle, kun joustavia kiinnityksiä käytetään. Toinen tarkasteltava asia voisi olla uuden laakerialustan luominen sekä tämän jännitysten tarkastelu.Description
Supervisor
Remes, HeikkiThesis advisor
Gustafsson, TomMäkinen, Antti
Keywords
resilient mounting, FEA, Ansys Mechanical, structure borne noise
