铸造用行波磁场分布规律的研究

分析了行波磁场铸造法冷隔缺陷的形成原因.运用ANSYS 8.0软件对行波磁场电磁感应器重新建模,对其所产生的磁场分布进行模拟计算,并通过实验验证其可行性.结果表明:递宽齿距行波磁场电磁感应器所产生的磁场空间能在行波磁场运动方向上形成递减的磁场.     

双边行波磁场铸造设备的开发

为进一步提高薄壁铝合金铸件的生产效率和表面质量,通过数值模拟研究了新型双边行波磁场铸造设备开发的可行性。结果表明,开发的设备可以有效地削弱产生脉动电磁力的磁感应强度水平分量,提高对合金熔体充型有推进作用的磁感应强度竖直分量。     

薄壁铝合金铸件铸造用的移动磁场感应器

阐述了移动磁场发生器在薄壁铝合金铸件充型的原理、所用设备及其基本结构、绕组形式和制造关键；研究了移动磁场发生器的电磁特征及磁场空间分布规律；总结了移动磁场铸造的技术特点，在与金属型铸造、压铸比较的基础上，讨论了移动磁场铸造的主要优点及其适用范围。     

行波磁场连续净化铝合金液实验

采用行波磁场进行了电磁连续净化铝合金液实验,并采用电磁净化金属熔体的轨线模型,对实验中的夹杂物去除率进行了理论预测,结果表明,含夹杂的铝合金液连续液经电磁力作用段时,夹杂物被阻隔,形成电磁过滤效应,而夹杂物聚集区域夹杂物面积分数趋于某一常数,轨线模型预测与实验结果吻合良好。     

直流电磁泵电磁铁磁场ANSYS数值模拟

利用ANSYS软件模拟了电磁泵电磁铁产生的三维磁场,仿真出电磁铁的磁力线分布情况,计算出磁隙间的磁感应强度大小,与实验所测的值相比较误差为1%,验证了模拟的正确性.并给出了电磁铁磁感应强度总量和分量的分布特征,实现了电磁铁磁场的可视化.     

移动磁场铸造用感应器的磁感应强度及分布

采用小线圈法和CT-3A特斯拉计相结合的试验方法，研究了移动磁场铸造用感应器磁场强度变化及分布特征。结果表明：磁感应强度沿纵向分布呈周期性变化；距感应器表面越近，变化幅度越大，反之，分布越均匀，磁感应强度随距离的增大而呈指数衰减；沿横向分布除边缘效应外，比较均匀。磁感应强度与输入电流安匝数成正比；采用铁磁性材料，有金属上型能明显增加感应器的磁场强度。     

行波磁场铸造表面粗糙缺陷的成因与控制

分析了行波磁场铸造表面粗糙缺陷的形成原因,提出了双边电磁感应器法、三相换位法、增加极数法、补偿线圈法、增设溢流冒口法等5种控制方案,并通过ANSYS软件模拟验证了理论分析的可行性.     

电磁连铸用高频磁场内磁感应强度的分布

用小线圈法测定了等幅高频磁场和调幅高频磁场内的磁感应强度，两种磁场的磁感应强度在空间分布的规律基本相同，即同一高度平面上沿径向方向从线圈中心至边缘其磁感应强度依次增加，在线圈高度方向上，磁感应强度在线圈高度的1/2附近达到最大值。等幅高频磁场的磁感应强度随高频电源输出电流的增加而增加，磁场调幅处理能提高磁场内的磁感应强度，提高调幅波信号的幅值电压，可有效提高磁场内的磁感应强度。     

电磁连铸用高频磁场内磁感应强度的分布

用小线圈法测定了等幅高频磁场和调幅高频磁场内的磁感应强度,两种磁场的磁感应强度在空间分布的规律基本相同,即同一高度平面上沿径向从线圈中心至边缘其磁感应强度依次增加,在线圈高度方向上,磁感应强度在线圈高度的二分之一附近达到最大值。等幅高频磁场的磁感应强度随高频电源输出电流的增加而增加,磁场调幅处理能提高磁场内的磁感应强度,提高调幅波信号的幅值电压,可有效提高磁场内的磁感应强度。     

永磁驱动的行波磁场理论及对凝固组织微细化作用

开发了一套以强磁性永磁体为驱动介质的行波磁场发生器，该装置具有使金属凝固组织微细化的作用。研究了永磁驱动的行波磁场理论；建立了数学模型，导出了金属液内与铸坯方向平行磁力分量的解析解，通过圆坯和扁坯的实验验证了磁力的存在。在金属凝固过程中，施加适当的永磁驱动行波磁场可得到100％的等轴晶组织。     

温度变化对电磁低压铸造磁感应强度的影响研究

模拟电磁泵工作状态下电磁铁的工作情况,在电磁铁上放置加热保温装置,内置热电偶进行温度监控,测量电磁铁在不同温度下磁隙间的磁感应强度。根据实验结果得到,对于同一励磁电流值,随着温度的升高,磁感应强度也增大,并对结果进行数学回归法分析,得出电磁泵实际工作下,即励磁电流为60A的情况下的磁感应强度By与温度T之间的函数关系式,提高了该项技术的可知性。     

激励线圈匝数对软接触结晶器内磁场和电磁压力的影响

通过建立软接触电磁连铸结晶器内电磁场计算的三维有限元数学模型,模拟分析了高频磁场激励线圈匝数在2～5匝变化,对切缝结晶器内磁感应强度和电磁压力分布的影响。结果表明,线圈匝数变化不会改变结晶器内磁感应强度和电磁压力的分布特征;沿结晶器高度方向上,磁感应强度和电磁压力都在钢液面下5～6 mm位置出现峰值;在周向上,切缝处的磁感应强度和电磁压力值高于分瓣体中心处。随线圈匝数增加,结晶器内磁感应强度和电磁压力的数值均明显增加,但其分布的不均匀性也随之加剧,因此线圈匝数存在最优值,取3匝或4匝是比较合理的。     

平面焊接残余应力九极磁测探头仿真分析

焊接残余应力的磁测法是近年来发展的一种新方法，其磁测的关键在于传感器的设计。常规的传感器为二极或四极，测量误差较大。试验采用了九极传感器，测量时不需要旋转，减少了测量误差。采用高磁导率材料作探头，通过电磁仿真，优化了探头的结构、外形及线圈激励匝数，并对影响因素进行分析。九极传感器为残余应力的快速测量提供了一种先进手段。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题,对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先,用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真,得出合适的磁极板尺寸;其次,为提高加工区域的磁感应强度值,设计了曲面磁极板,并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试,并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现,磁极板长度比工件大20 mm时,工件轴向磁场分布最均匀,磁极板厚度对磁场影响较小,磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值,曲率半径越小,加工区域获得的磁感应强度值越大,其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明,将工件置于磁场中后,其表面磁感应强度值最高达600 mT左右,满足加工需求。最后通过加工实验发现,在转速为500 r/min的条件下,阀芯节流边的毛刺去除效果理想,且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。     

磁流变抛光加工中磁场发生装置的设计与实验

目的 研究磁流变抛光加工中磁场发生装置设计对抛光效果的影响。方法 设计三种基于电磁铁的磁场发生装置，分别为圆形阵列、扇形和环形磁场，进行三维静磁场有限元仿真，对比分析不同磁场发生装置的磁场强度、方向云图及5 mm高处磁场强度曲线。为保证加工过程中磁场和磁流变液的稳定性，针对三种磁场结构设计不同的冷却方式。制造环形磁场发生装置，将其集成到自制磁流变抛光平台，使用表面经过阳极氧化的铝合金样件进行抛光实验。结果 圆形阵列磁场极头间隙处形成高磁场区，随着高度的升高，磁场强度迅速下降。在离极头5 mm高处，磁场强度从300 mT下降到约145 mT，抛光区域磁场强度较小。扇形磁场5 mm高处，磁场强度呈抛物线分布，最大可达330 mT，磁场方向单一，有效抛光区域占比较小。环形磁场5 mm高处，磁场强度最大可达240 mT，工件运动整个过程都处于高磁场区域，抛光效率高。 结论 环形磁场发生装置磁场强度和磁场方向都满足抛光要求，有效抛光区域较大，抛光后表面质量明显改善，抛光效果较好。     

利用强磁场控制SiCp/Al复合材料增强颗粒分布状态

通过在不同的强磁场条件下进行低体积分数SiC颗粒增强铝基复合材料的熔化和凝固试验,研究了利用强磁场控制SiC颗粒在Al基体中分布的可行性,分析了强磁场强度和种类对SiC颗粒与基体间界面的影响效果。研究发现,均恒强磁场能够促进SiC增强颗粒在铝基体中均匀分布,而通过选择磁场参数可以实现利用梯度强磁场控制增强相在基体中的运动行为。对于SiC/Al复合体系,强磁场能够抑制界面反应而有助于界面复合,在Al-Si合金为基体的情况下,复合材料界面结合良好。     

基于旋转进给电磁场的不规则弯管内表面磁研磨研究

目的将磁力研磨与单片机控制电磁场结合,提高不规则弯管内表面的质量与使用性能。方法根据静态磁场工艺理论及磁粒运动轨迹模型,通过电流控制电磁场,设计最佳磁路轨迹,进而形成旋转进给磁场,以提高电磁研磨效率。螺旋式分布电磁铁形成磁粒的螺旋加工轨迹,避免磁轭支撑旋转进给加工空间弯管的干涉问题,并且可多段同时加工以提高加工效率。通过静态磁场理论对磁路轨迹分析,研究弯管磨削径向辅助磁极的螺旋磨削进给轨迹。结果针对SUS304水龙头内腔表面抛光实验,当磨粒的平均粒径为250μm时,研磨液的用量为8 m L,转速在800 r/min内,经过50 min的研磨,工件内表面的粗糙度值由Ra 1.1μm降至Ra 0.38μm。结论基于旋转进给电磁场下辅助磁极的磁力研磨,对改善弯管内表面质量,提高使用寿命有明显作用。