磁悬浮支承技术在风力发电机中的应用

介绍了磁悬浮风力发电机的工作原理,概述了磁悬浮风力发电机的优缺点,论述了用于磁悬浮风力发电机的被动磁轴承、主动磁轴承、混合磁轴承和超导磁轴承的结构形式,并对不同支承形式磁悬浮风力发电机结构进行了总结与比较,在此基础上提出了磁悬浮风力发电机的发展趋势和研究方向。     

球面解耦永磁偏置磁轴承设计与分析北大核心

针对磁轴承在偏转时产生干扰力矩和磁路耦合问题,提出一种球面解耦永磁偏置磁轴承。基于麦克斯韦电磁吸力方程和等效磁路法理论分析磁轴承的力解耦和磁路解耦,并利用有限元仿真验证理论分析结果。结果表明:在转子发生0.5°偏转时,球面解耦永磁偏置磁轴承的干扰力矩是柱面永磁偏置磁轴承干扰力矩的1.3%,且在轴承径向隔磁块中间位置,气隙磁密约等于0.01 T,磁通几乎不穿过轴承定转子。球面解耦永磁偏置磁轴承可降低干扰力矩,实现磁路解耦,提高控制力矩精度,可用作磁悬浮飞轮的主动高精度控制。     

燃料电池空压机气磁悬浮系统的协同控制研究

针对燃料电池空压机目前存在的驱动和支承问题,提出一种箔片动压轴承和动力磁轴承一体化的气磁悬浮型空压机。基于空压机的结构组成,建立空压机磁悬浮支承力、气悬浮支承力以及空压机转子动力学数学模型;基于燃料电池空压机转子系统动力学模型的状态空间方程,设计抗干扰强的协同控制器,并对它进行了转速、驱动转矩、转子悬浮位移以及电磁调节力等关键物理量的仿真分析。结果表明：协同控制在响应、抗干扰以及鲁棒性方面的控制优于PID控制。基于协同控制和PID控制建立了控制实验平台,并对空压机转子的气磁悬浮进行分析,进一步验证了协同控制具有优良的控制效果和良好的控制性能。     

基于H∞理论的数控机床磁悬浮轴承控制器的研究

本文介绍了磁悬浮轴承控制系统和控制原理，并对系统建立状态空间数学模型。采用了基于H∞控制系统的优化设计思想，在对轴向磁轴承H∞控制进行分析的基础上将H∞控制应用于磁轴承的控制器设计中。借助于Matlab给出了H∞控制的仿真波形。仿真和实验表明：基于H∞理论的控制具有更好的稳定性、较强的鲁棒性和抑制扰动的能力。     

新型微孔节流气体静压轴承的特性研究

针对狭缝节流静压气体止推轴承的狭缝加工质量难以保证的问题,提出了一种微孔节流气体静压止推轴承。基于Fluent软件,保证轴承的总节流面积相同,通过改变气膜厚度、节流孔(缝)深度,对比研究了狭缝节流和微孔节流静压气体止推轴承的承载力、刚度及耗气量;其后对轴承的总节流面积取不同值时的轴承特性进行分析对比,从而判断了两种轴承在一定条件下是否具有互换性。结果表明:气膜厚度、节流孔(缝)深度、轴承的总节流面积取不同值时,微孔节流静压气体止推轴承在承载力、刚度及耗气量上都与狭缝节流静压气体止推轴承有较高的一致性;在一定的工况下,微孔节流静压气体止推轴承可以代替狭缝节流静压气体止推轴承。     

精密导轨用气体轴承微米形状静压面特性研究

精密加工装备或测量仪器要求导轨具有高刚度高精度特性。文章提出了基于气体轴承静压面微米形状的刚度提升方法,研究分析多孔质气体轴承微米形状的结构原理及类型,采用母线多线法和同心圆法测量圆柱型气体轴承静压面,并评估其曲面不规则度或同心度偏差,以减少加工误差对静压槽形对气膜静态特性的影响;通过SolidWorks内嵌插件对气体轴承加载力进行仿真分析,为气体轴承微米形状静压面静态特性的槽型深度提供试验参数依据;最后对比分析了0.1～0.5 MPa气体压力对平面气膜在承载载荷力、静态刚度、气体流量等特性影响,当凹面槽深h_1=1μm即该值接近受承载力变形量时,气体轴承刚度较好且气体流量较低;当微米形状为凸面时,气体轴承静压面特性表现较差,为精密导轨工程应用高刚度高精度气体静压轴承设计提供参考依据。     

永磁式磁轴承的被动悬浮和主动悬浮问题研究

以磁轴承为研究对象，在论述磁轴承结构特点的基础L，介绍了该磁轴承试验模型的工作原理和系统组成，推导了其动力学模型。最后对磁轴承的被动悬浮特性进行了分析，对其主动悬浮控制系统进行了设计，给出了实验结果。     

软磁复合材料推力磁轴承的优化设计研究

推力磁轴承是磁悬浮系统的重要组成部分,主要用于控制转子的轴向位移。设计获得质量轻巧、损耗较低、性能良好的推力磁轴承是工程中追求的目标。在考虑轴承承载力、温升及磁密限制等约束情况下建立了寻求轴承最优质量的目标函数,利用相应的求解方法获得了轴承的最优结构参数。同时对优化模型进行了有限元分析,得到不同频率下气隙磁密、涡流损耗等参数,揭示了不同工作条件下涡流的影响程度。     

基于Fluent的微孔节流气体静压止推轴承的参数设计与研究

为提高气体静压止推轴承的静态特性,针对所提出的微孔节流气体静压止推轴承,采用基于有限体积法的CFD软件Fluent进行三维建模仿真,分析了供气孔数目n、量纲一的供气孔分布半径M、供气孔直径d对轴承静态特性的影响规律。按照最大刚度原则,得到如下结论:供气孔数目n在180附近、量纲一的供气孔分布半径M约为0.7、供气孔直径d取最大值0.1 mm时,微孔节流气体静压止推轴承的静态特性最佳。     

除铁器在立式泵磁悬浮轴承中的应用

磁悬浮轴承立式斜流泵在工作时,输送的流体中往往含有铁磁性颗粒与非磁性颗粒。在磁力的吸引下,铁磁性颗粒易被吸附到磁轴承的工作间隙中并与非磁性颗粒凝聚成团,造成磁轴承磨损。为了解决这个问题,根据磁轴承工作间隙附近流场特性,在现有的立式斜流泵结构上增设一个永磁除铁器装置。考虑多场耦合方式,建立除铁器数学模型。利用数值模拟方法研究除铁器及磁轴承工作间隙周围颗粒相的分布以及其运动情况。结果表明：远离磁轴承工作间隙处的铁磁性颗粒和非磁性颗粒随流场流动方向流动,随之被输运至泵出口;磁轴承工作间隙周围的铁磁性颗粒能够较好地被除铁器吸附,并与非磁性颗粒凝聚成团;随着吸附粒团的增大,由于外围粒团受磁力变小,部分粒团逐渐脱落并被流体带走,这种情况周期性地发生;此外,磁轴承工作间隙周围的被吸附粒团也起到阻止后续颗粒进入磁轴承工作间隙的作用。     

磁流变减振器的温度场分析

针对目前磁流变减振器的温度场研究较少且现有技术手段无法监测到减振器内部的温度分布,考虑温度对减振器性能的影响,对温度场的分析十分必要。理论分析得到温度对减振器阻尼力及可调系数的影响;考虑到流固传热及流场的相互耦合作用,分别建立流场及流固传热数学模型。在仿真软件中对减振器进行多物理场耦合建模,分析磁流变减振器的温度变化,得到其内部磁流变液的流动状态及变化规律。通过改变活塞头冲程和参数化扫描改变其阻尼间隙,获得不同条件下的温度场、流场分布状态。     

电化学光整加工过程中电流场分布特性

为改善电化学光整加工整平效果,根据电化学光整加工前后表面微观轮廓的变化,在提出的圆锥体和半球体表面微观几何形貌的基础上,建立了极间电流场的数学模型,并分析了电化学光整加工过程中电流场分布特性的变化。研究结果表明,尖峰状表面微观几何轮廓有利于强化电化学的选择性溶解,有利于提高整平效果,验证了电化学光整加工过程中,机械作用具有使表面微观几何轮廓尖峰化的作用。     

冷轧铜铝复合板结合界面速度场分析

文章通过有限元速度场研究了冷轧铜铝双层板的复合过程,将该过程中金属的变形特征进行了分析,同时,将有限元计算结果与某工厂数据相结合,分析了轧制速度、压下率、异径同步、异径异步对铜铝双层板复合的影响。研究表明,速度场模型能够更有效地说明铜铝板的复合过程;轧制速度越大,变形区出口处复合面金属流动的同步性越差,复合强度越低;压下率越大, 变形区出口处复合面金属流动的同步性越强,复合强度越高;异径同步轧制铜铝复合板时,辊径比取1.4~1.6,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高;异径异步轧制铜铝复合板时,轧制速比取1.2,变形区出口处复合面金属流动的同步性越较好,复合强度较高。     

电场作用下NdFeB合金的烧结特性研究

对NdFeB合金的电场烧结特性进行了研究。研究发现,电场烧结是一种烧结温度低、烧结时间短、晶粒细小的一种新的烧结方法,该方法能精确地控制压坯的烧结温度和烧结过程,可靠性好,精准度高。与传统烧结法相比,电场烧结磁体中的富Nd相更细小、更弥散,分布更均匀,磁体中的线状缺陷也较少,磁体的显微结构更为理想。虽然烧结体的密度相对较低,但仍具有较优良的磁性能。     

水力旋流器内固液两相间的相对运动(Ⅱ)——颗粒性质与液流特性的影响

根据该文第一部分导出的跟随性指标，讨论了影响水力旋流器中固体颗粒与液流沿径向的相对运动的各种因素。这些因素包括流动方向（切向、轴向与径向）、颗粒性质（大小、密度）、空间位置（流动半径）、液流特性（流体切向速度与径向速度之比）等一系列参数     

超高速磨削用液体动静压轴承承载特性分析

针对超高速磨削用液体动静压轴承支撑形式复杂的问题,应用FLUENT软件对液体动静压轴承进行了CFD分析,获得了不同输入状态下的油膜压力场分布,并在此基础上对承载特性进行分析,得出了轴承承载力随输入参数变化的规律,运用正交试验分析了各输入参数的显著性。结果表明:承载力与偏心率和供油压力呈近似线性关系;承载力与转速呈非线性关系,低速时随转速的提高,承载力基本保持不变,中速时随转速的提高承载力增大,高速时随转速的进一步提高,承载力有下降的趋势;供油压力对承载力的影响比转速更为显著。     

暂冲气源系统设计

现阶段的大多数用于气体轴承实验的气源系统,供气压力低,所需气体流量小,因此均采用小流量、压力变化缓慢的气源系统,这种情况也导致了气体轴承的承载能力较小。为了研究高压、大流量气体轴承的特性,基于Lab VIEW平台,开发了用于高压气体轴承试验的暂冲气源管道系统的测试系统,该系统不仅给气体轴承提供了良好的平台,也可通过测量暂冲气源放气过程的流场参数来分析整个管道系统的流场特性,同时可为其他气源系统试验台的设计开发提供参考。     

复式静压箱结构参数对膜片特性影响的研究

复式静压箱是保证锂离子电池隔膜材料在干燥房中干燥均匀的关键设备。以热风加热系统中复式静压箱为研究对象，采用CFD与试验研究相结合的方法研究复式静压箱内部流场，针对该复式静压箱各结构参数对出口速度偏差的影响进行计算和分析，采用正交试验设计的方法对复式静压箱结构参数进行优化。对上下孔排错位距离、引风管长度和静压箱宽度进行了分析及优化。结果表明：优化后的复式静压箱出风速度均匀性及温度均匀性分别较最初值降低了0.085(17%)和0.000 68(26%)。     

基于CFD的调节阀内流场流动特性研究

针对某调节阀,建立其三维流场模型。应用CFD方法对调节阀内部流体流动特性进行仿真,得到该型号调节阀内流场流动特性的三维可视化结果。根据仿真结果分析调节阀内部流场的流动特性,得到在阀芯不同开度下调节阀的理想流量特性曲线以及相同开度下流量和压降的关系曲线,为后续的阀门故障诊断及流动性能优化等研究提供参考。     

基于CFD的液压滑阀流场特性与稳态液动力研究

针对某型装甲车辆综合传动缓冲换挡阀,建立了该滑阀不同开度的三维几何模型,应用Fluent仿真软件对滑阀的内部流场进行了可视化计算和分析研究,得到了滑阀不同开度的流场特性与稳态液动力变化规律。进一步考虑轴颈直径对液动力的影响,提出在阀芯轴颈满足刚度与强度的条件下,宜尽量减小轴颈的直径。针对具体模型,通过理论计算与仿真值对比分析,引入修正系数,利用最小二乘法得到引入修正系数的计算公式,可以部分代替大量实验验证,减小工作量。