塞翁失马，焉知非福！自学CAE后破茧成蝶的真实故事

仿真秀：Amber是仿真秀平台第一批付费学习的学员。一个能主动学习、懂得学以致用和乐于分享的自学CAE人。本文将从三个部分讲述他和他自学CAE的故事，第一部分是他的学习经历；第二部分是他自学CAE案例演示-电机结构仿真过程；第三部分是有着相似经历的仿真秀平台讲师刘笑天（大专毕业自学CAE，1年间荣获多项发明专利，主持强度设计近10款新能源汽车电驱动产品，他秘诀是什么？）对他的点评。

一、我不是老师和同学们心目中的“好学生”

本人学历不高，也就相当于中专毕业这个水平，毕业于无锡**学院，学的是数控加工专业，听说毕业就是去工厂操机做工人，这对我来说未来完全就是迷茫的，毕业前的两年天天去实训基地跟铝和铁打交道，编数控G代码和辅助代码，然后上机加工零件…

突然厌恶了这样的学生生涯，感觉是在混吃等死。偶然一次机会，在无锡公共实训基地，遇到了两个无锡高校的研究生替他们的导师看一个污水处理的实验室，厌学数控技术的我对这个一楼的实验室很好奇，进去参观了一下，这一进就彻底改变了我的职业生涯…

他们一个是机械设计专业快毕业的研究生，一个是保送研究生的大四学生！由于都是学生，所以聊得很投机，于是一有空就跑去校外的公共实训基地找他们玩，替他们看实验室，有一次看他们在用电脑操作一款设计软件ProE，由于他们忙，就开始让我帮忙学用这个软件，于是乎我的职业生涯就奇迹般的开始了…

每天我都不去二楼上本门数控技术的课，一心放在一楼实验室跟着研究生学机械设计，于是我在学校里考数控高级工证的时候挂了，包括后来我考技师证的时候，怎么考都过不了，甚至我毕业了也没能拿到技师证。

在快要毕业前的一年半的时间里面，我要么去实验室，要么去其他学校的图书馆，一泡就是一天，周六周日也是。因为我们学校图书馆里都是一些小说，压根看不到关于设计的。

时光荏苒，一晃快到了毕业季，我们这批待毕业的都忙着“写”毕业论文，在选课题时，我无意看到了“基于ProE的空调遥控器后盖的设计”这一课题，看到没人选，于是我就欣然选择了。拿着宿舍空调遥控器有板有眼的建模，把整个设计操作过程截图，附上介绍，至于后面模具的过程我还是参考了网上，当时写完后觉得自己挺牛掰的，大部分都是出自自己的手，不用去网上抄袭，也不用从别人那边直接购买，作为学生党感觉为家里省去一笔开资。很开心！

当时提交毕业论文时在一旁的教务主任看到我的论文之后大吃一惊，我当时也不知天高地厚，说这个算什么，我还会用Proe做机构运动仿真。那个教务处主任说如果我会，那么我的论文答辩就免了，直接过，于是我没有参加论文答辩…

2013年待毕业的我在宿舍里上网，偶然看到一个招工启事，无锡国家软件园（某座）某一个航空技术有限公司招设计员，我侥幸投了简历，鬼使神差的居然要我。我当时会使用一点Catia曲面设计，开始了实习工作，工作环境还不错，貌似还是国企，不过人员很少也就十几个人，现在看来有点像是皮包公司。

工作期间，一些简单的设计我还是会的，设计一些结构的外形等，在第二个月的时候，老板突然叫我去他办公室，让我按照他的想法，把机架外面的整流罩设计一下，曲面大致上是出来了但是细节不满意，反反复复改了好几次，还是不满意，在快要转正的前几天老板把我叫到办公室，说公司不需要我了，说我没达到他的预期，要把机会让给其他能够胜任的人，然后我就被Fire了，当时也挺沮丧的，这么好的机会就没了，好长一段时间才缓过来，不过在那边学到好多，见识了好多！

2014年我正式毕业，在这期间我反反复复找设计工作，不知找了多少家，都没找到合适的，中间不缺老板被我炒的（都是一些小作坊）…

2015年年初，我回老家过年，无意间投了老家的一个汽车配件企业的设计工作，本以为石沉大海，就当我拎起行囊回无锡的时候，在火车检票口接到了一通电话，于是我就留在了老家工作。

可是好景不长，就当我转正要签字的时候，那个设计部门主管说要搬去比较远的偏僻新厂房，虽说自己开车也就1个小时不到，但当时的我连个驾照都没考过，也不通公交，没有班车，我想调去别的部门也无果，于是毅然选择离职，在这近3个月部门的突击培训中，我的技术得到了突飞猛进的发展，基本能够独立完成设计工作。

之后我又找了两家在本市规模比较大的公司做设计，由于一家公司做血压计等医疗器械产品的，觉得自己的定位是在汽车部件行业，于是又跳到了一家做汽车配件的公司，渐渐的，我也开始稳定了下来。

2018年我开始接触ANSYS这款软件，如今的我也不再需要搞设计了，这些工作都交给了别人，我开始学习结构仿真，虽然我还只是入门，但我相信未来的某一天我会成为仿真届的一朵“奇葩”。以下是我个人原创的电机结构仿真，欢迎专业人士指正：

二、自学CAE后，我开始学做电机结构仿真

1、转子总成（转轴）在额定转速工况下转轴的最大受力和最大变形情况

① 前期准备：额定转速，转轴材料

② 自动划分网格

③ 在轴承接触处添加约束

④ 添加转轴额定转速和重力加速度

⑤ 查看结果：轴向（Y）最大变形量为0.00057mm   最大应力值为1.9MPa。

2、转子总成（转轴）在最大转速工况下转轴的最大受力和最大变形情况

① 前期准备：最大转速，转轴材料

② 自动划分网格

③ 在轴承接触处添加约束

④ 添加转轴最大转速和重力加速度

⑤ 查看结果：轴向（Y）最大变形量为0.0056mm  最大应力值为4.8MPa。

3、转子总成（转子冲片考虑过盈配合）在额定转速工况下转轴的最大变形情况

① 前期准备：额定转速，转子冲片材料

② 自动划分网格

③ 在转轴处添加支撑约束

④ 添加转轴额定转速

⑤ 查看结果：最大变形量为0.068mm

4、转子总成（转子冲片考虑过盈配合）在最大转速工况下转轴的最大变形情况

① 前期准备：最大转速，转子冲片材料
② 自动划分网格
③ 在转轴处添加支撑约束

④ 添加转轴最大转速

⑤ 查看结果：最大变形量为0.19mm

5、转子总成在额定转速工况下的最大受力和变形分析

① 前期准备：额定转速，转子材料
② 自动划分网格
③ 在转轴上添加支撑条件

④ 添加转子重力和额定转速

⑤ 查看结果：转子总成最大变形量为0.0016mm，最大应力为22.49Mpa

6、转子总成在最大转速工况下的最大受力和变形分析

① 前期准备：最大转速，转子材料
② 自动划分网格
③ 在转轴上添加支撑条件

④ 添加转子重力和最大转速

⑤ 查看结果：转子总成最大变形量为0.0043mm，最大应力为62.48Mpa

7、转子总成的模态分析

总结：由以上10阶模态（需避免），可知：

1阶 1430（±50）Hz的振动的最大变形量为18mm

2、3阶2580（±50）Hz的振动的最大变形量为16.1mm

4阶5016（±50）Hz的振动的最大变形量为14.35mm

5、6阶5330（±50）Hz的振动的最大变形量为21.5mm

7阶8530（±50）Hz的振动的最大变形量为25.59mm

8、9阶12970（±50）Hz的振动的最大变形量为27.8mm

10阶14446（±50）Hz的振动的最大变形量为37.36mm
 

三、仿真秀平台讲师-刘笑天点评

这篇电机结构仿真内容总体来说是很好的，对于学生来说，可以作为以一篇优秀的毕业论文了。考虑到作者的学习经历，能够写出这样的文章，确实很不容易了。我以前周围的同事没有人会这个，都是自学的。

1、从转轴的总体设计来说，跟我们现在的比较接近，单纯一根轴转速来说不会有损坏的可能性，没有必要考虑。转轴坏主要是花键这里。

2、另外轴是用轴承跟外面连接的轴承有一定的刚度，如果直接固定会让实际力大于真实情况一点，一般是实验或者跟轴承厂要这个刚度。

3、冲击和过盈配合的计算基本没有问题。但第五条0.0016mm变形不符合实际情况。两头的平衡板是跟冲片没连接的。那么轴向方向的冲片变形是一样的，而不是计算这里两头基本没变形。

4、模态也是这样的，需考虑轴承的刚度。

5、另外，转速有预应力效应，应该先算转速内应力，然后传递给模态计算，考虑预应力的模态，会明显跟这个结果不一样。

6、冲片互相连接比较软，材料属性一般是用模态试验对照，然后用模态仿真里面调整材料弹性模量的方法等效。

7、转子模态一般算的是临界转速，考虑了陀螺效应，应该继续计算出坎贝尔图。这里面轴承刚度就要单独用轴承阻尼单元214考虑了，算完的临界转速的频率，再跟实际运行频率比较。

四、致谢

感谢Amber的分享，也感谢刘工的详细点评，希望大家通过这种分享式点评，帮助大家更好的成长，如果您愿意把您学习心得分享，我们将邀请平台讲师进行一对一点评，帮助您我更好的成长。

甚至还可以获得平台的红包奖励哦，请不要犹豫联系我们，把您经验分享给更多的人 ，也让更多人来帮助您我一起成长。

作者：Amber，仿真秀科普作者

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