电磁阀的有限元法磁场分析及吸力计算

提出了电磁阀的吸力计算公式 ,建立了电磁阀的二维有限元模型 ,利用模型进行了计算软件的设计 .运用此软件对某公司生产的SRS电磁阀进行了磁场分析和电磁力计算 ,通过比较发现计算结果与测试结果吻合较好 .同时给出了电磁力和功耗随导线线径、匝数变化的关系曲线 ,讨论了电磁力和功耗与导线线径和匝数之间的关系 .     

电磁阀的有限元法磁场分析及吸力计算

提出了电磁阀的吸力计算公式，建立了电磁阀的二维有限元模型，利用模型进行了计算软件的设计．运用此软件对某公司生产的SRS电磁阀进行了磁场分析和电磁力计算，通过比较发现计算结果与测试结果吻合较好．同时给出了电磁力和功耗随导线线径、匝数变化的关系曲线，讨论了电磁力和功耗与导线线径和匝数之间的关系．     

电磁阀开启过程动态响应特性有限元仿真研究

军工、汽车等行业对电磁阀的动态特性各项指标要求越来越高,而设计和开发快速、精确的电磁阀动态特性测试系统成本高、难度大。利用有限元方法,通过计算机仿真实现了对电磁阀设计方案的动态性能的预测与评估。首先,采用Ansoft Maxwell软件建立了某电磁阀的二维电磁场有限元仿真模型,计算电磁阀开启过程的动态响应特性,得到了其工作电流曲线等各种动态特性曲线。最后,进行变参数化设计,进一步研究了初始间隙、驱动电压、线圈匝数等参数对电磁阀开启过程动态响应特性的影响。结果表明,基于Maxwell的电磁阀动态特性有限元仿真能够在计算机上实现电磁阀开启过程动态特性的快速预测并分析评估电磁阀的各个主要设计因素对其动态响应的影响。     

基于ANSYS的微型隔离膜片电磁阀仿真分析

为了使电磁阀更有效率地工作,对一种微型隔离膜片电磁阀建立了电磁阀的三维有限元模型。对不同的工作气隙和线圈匝数用ANSYS软件进行了模拟计算,得出了电磁力与工作气隙和线圈匝数之间的关系曲线,并选出了最优的参数。     

基于Ansoft的爪极发电机电磁仿真分析

对某型车用电励磁爪极发电机进行研究,建立了场路耦合三维有限元模型。基于该模型计算并比较空载和负载时的气隙磁密,利用MATLAB软件对气隙磁密进行了谐波分析,研究表明电枢反应使得负载时气隙磁场发生畸变、磁密幅值减小。利用经典的Maxwell应力张量法计算径向电磁力,结果表明电磁力与气隙磁密的大小具有一致性,且电磁力在低频时的幅值较大。     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮仿真分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型,在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较,指出传统计算方法的不足,为齿轮优化设计提供1种新的设计方法和理论依据。     

基于Ansoft的高速永磁无刷直流电机磁场有限元分析

基于Maxwell二维瞬态磁场分析理论,依据给定的技术指标,运用RMxprt快速确定电机电磁及结构设计方案,并导入Maxwell中建立二维有限元仿真模型,基于场路耦合有限元法对电机的机械特性和效率进行了仿真分析,仿真结果精确地反映了高速永磁无刷直流电机的启动过程,为电机的优化设计、减少转矩脉动、提高启动转矩提供了理论依据。     

开关磁阻电机磁固耦合建模与分析

针对开关磁阻电机振动和噪声问题,本文应用麦克斯韦应力法,考虑铁磁材料的磁饱和和边缘磁通效应,对气隙磁密和电磁力进行分析计算,建立了定子系统的磁固耦合非线性模型。并用有限元软件ANSYS对其进行分析验证。结果表明:该模型与二维有限元结果基本趋于吻合,在误差允许的范围内,且符合电机实际动行特点,验证了模型的有效性。     

蠕墨铸铁导热性能的数值计算及分析

为进一步研究高功率密度柴油发动机缸盖材料的导热性能.本文基于金相和X射线三维扫描重构技术,构建了蠕墨铸铁二维和三维有限元导热模型,采用有限元软件ANSYS仿真计算了不同蠕化率蠕墨铸铁的导热性能.计算结果表明:不考虑界面和石墨导热各向异性,蠕铁的导热性能随着蠕化率的升高而增大,三维模型计算蠕化率40%的蠕铁导热性能较二维模型高出约7.4%,石墨连通性对铸铁导热性能有促进作用.     

基于数值模拟技术的梳理机工作辊设计

运用三维设计软件Solid Works建立了梳理机工作辊的三维几何模型,以cosmos为有限元分析平台,建立了工作辊的有限元分析模型.确定了计算工况并进行了工作辊的有限元模拟计算.在对工作辊不同尺寸参数对比分析计算结果的基础上,找到了影响工作辊的变形因素,提出了合理设计工作辊的方案,结果表明,采用计算机数值模拟技术是设计工作辊的有效手段,能有效地了解工作辊的力学性能,提前预测工作辊的工作缺陷,大大降低设计成本,提高设计质量.     

非线性电涡流惯质阻尼器力学性能仿真与试验

为提高板式电涡流阻尼器(ECD)的耗能减振效率,融合旋转式电涡流阻尼技术与滚珠丝杠式两节点惯质单元,发展与研制了一种非线性电涡流惯质阻尼器(NEMD).首先阐明了NEMD的整体构造与工作原理,然后综合半理论半仿真分析、三维电磁场有限元仿真分析与样机力学性能测试,获得了NEMD的轴向出力特性,提出了旋转式电涡流阻尼计算分析方法,最后总结建立了NEMD的两阶段设计方法.结果表明:NEMD实现了阻尼器惯性质量与电涡流阻尼的双重增效,显著提升了ECD的耗能减振效率;随着NEMD轴向速度的增加,电涡流阻尼力表现出先上升后下降的非线性特征;综合半理论半仿真与三维电磁场有限元仿真的电涡流阻尼力预测方法可以满足NEMD设计要求.     

永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁

为了提高电磁力、加快响应速度,提出一种永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁,采用NdFeB稀土永磁材料作为磁屏蔽元件,减少漏磁并加快了动态响应.基于有限元方法建立电磁铁的动态数学模型,并通过实验进行验证,实验与仿真基本吻合,响应误差为3.2%,验证模型的有效性.在此基础上,对该高速开关电磁铁进行动态仿真,探讨永磁体长度、厚度、激磁方向,盆口高,耐压环厚度,隔磁片长度,前隔磁角和后隔磁角等结构参数对响应时间的影响规律.结合实际设计要求,结果表明,采用优化后的结构参数研制的永磁屏蔽式耐高压高速开关电磁铁在0.6 mm行程时的响应时间为2.20 ms.     

直接磁悬浮直线电动机的三维分析及优化设计

为了消除直线电机数控机床进给系统的摩擦阻力,实现无摩擦进给,提出了一种靠自身产生的磁悬浮力来解决数控机床进给系统悬浮问题的直接磁悬浮永磁直线电动机.采用四面体等参元来建立电机三维场中的基本方程,利用Maxwell3D软件建立瞬态三维有限元分析模型,得到了电机的推力与悬浮力,证明了该直接磁悬浮永磁直线电动机自身可以产生可控的推力和悬浮力.实验结果表明,通过对电机动子尺寸进行优化设计,可以有效地降低电磁力的波动.     

基于响应面法的轴向磁场永磁记忆电机多目标优化设计

针对新型轴向磁场永磁记忆电机的结构优化问题,采用响应面法对电机进行优化设计.通过电磁性能方程和正交实验,初步分析了电机关键参数的影响.为了有效地设计该电机,初步选取了软磁占比、转子极数、气隙长度三个影响因素作为正交试验的设计因子,再采用响应面优化方法,将所选的感应电动势、感应电动势的总谐波畸变率和齿槽转矩三个性能作为优化目标.使用有限元软件Ansoft Maxwell和响应面设计软件Design Expert建立响应面实验,得到电机的不同影响因素组合模型下的仿真参数和拟合曲线.本文结合不同的优化方法,以满足具体的设计要求,理论分析和实验结果都验证了所提出的电机和优化方法的可行性和有效性.通过对试验数据分析对比,得出了优化方案,结果表明:优化设计之后的电机在缩减了永磁材料成本的情况下,还保证了比原电机更优的感应电动势、更小的感应电动势总谐波畸变率和齿槽转矩.     

柴油机配气机构动力学建模与分析

发动机配气机构有限元分析作为基础试验的重要支撑,在现代机械设计中非常必要. 以直列四缸柴油机配气机构性能优化设计为研究目标,系统计算与确定柴油机热力学与动力学关键参数. 首先采用多体动力学方法建立配气机构动力学模型,计算静应力有限元分析结果,得出零部件动力学模型中的模块参数. 然后利用Sharp 3D软件对配气机构进行动力学分析,基于分析参数进行配气机构凸轮轴强度分析优化. 最后通过有限单元分析功能,对主要的零部件进行力学分析. 结果表明:对配气机构动力学模型的分析结果可靠,有利于柴油机配气机构动力学设计和性能参数的改进与优化.     

Pneumatic force servo system based on disturbance observer

In order to design a low-cost pneumatic force servo system with large output forces, a scheme of a booster cylinder controlled by high speed solenoid valves is proposed. A nonlinear model of the system is established, in which the hysteresis of high speed solenoid valve is considered. In order to deal with parameter uncertainty and disturbances of noise and friction, a feed-forward control method based on a disturbance observer is proposed. A practical pneumatic force servo system is used to testify the feasibility of the proposed controller. The experimental results show that pneumatic force servo system based on the proposed controller has high force tracking accuracy and quick response.     

电磁换能器加载效率的优化设计与仿真

针对传统的电磁超声换能器导线与铝板间由于集肤效应导致加载效率较低这种情况,设计了一种改造电磁超声加载线圈和整体结构的新型电磁超声加载装置。基于有限元仿真软件,分别建立传统与新型的电磁超声加载器的有限元分析模型,并对其激发过程进行仿真,将两模型所得仿真结果 (铝板内洛伦兹力,交变电流密度)进行分析对比。得出结论:新型的电磁超声设计能够显著提高加载效率。     

电磁成形用螺线管线圈电感的研究

线圈电感是研究电磁成形放电过程的基本物理参数。通过有限元法和解析法分别救解了电磁成形用螺线管线圈的电感,在解析法求解中分别将其等效为螺线管和圆柱线圈。最后将计算结果与实测结果进行了对比,得到了电磁成形用螺线管线圈电感的计算模型。