利用MATLAB分析有限长螺线管外部的电磁场强度

根据毕奥-萨代尔定律以及安培环路定理,推导出积分形式的磁感应强度表达式。借助MATLAB的符号积分给出计算结果,并绘制出磁场分布的三维曲线。讨论得出磁场的分布规律为:有限长螺线管外部电磁场分布基本稳定,近轴心处强,远离轴心逐渐减小。     

电流分布对160kA预焙阳极铝电解槽磁场影响的数值计算

应用表面磁荷法对贵州铝厂160kA大型预焙阳极铝电解槽的磁场进行了计算,通过对电流分布均匀情况下和考虑了实际电流分布情况下的电解槽磁场的比较,可以看出,阳极和阴极电流分布对铝电解槽磁砀分布具有绝对的影响,只有在考虑了阳极和阴极电流实际分布的情况下,才能准确地计算出铝电解槽的实际磁场分布。     

GTAW外加间歇交变纵向磁场的数值计算及其对焊接行为的影响

针对奥氏体不锈钢外加纵向磁场的气体保护钨极电弧焊接（ＧＴＡＷ）时,与电极同轴的单个轴对称空心圆柱线圈在双向脉冲矩形励磁电流作用下产生的间歇交变纵向磁场。采用无瑕点单积分磁场的数学模型,对ＧＴＡＷ焊接外加间歇之变纵向磁场进行了数值计算,该方法具有模型简单、计算速度快和精度高等优点,并讨论了该间歇交变纵向磁场的分布、磁场的均匀性及其纵仙分量与径向分量的比率等规律及其对焊接的影响,认为横磁分量将削弱ＧＴ     

悬浮在特定磁场中超导球的稳定性分析

主要分析了经过超导铌环整形后的螺管磁场的分布特点以及悬浮在其中的超导铌球受到扰动时的振动情况。用有限元方法计算出铌球在腔内不同位置时球外的磁场,结果表明整形铌环能够有效地改变磁场分布。通过分析铌球在振动过程中的表面磁场、悬浮力和振动速度的变化规律得出了铌球所允许的最大振动速度。根据铌球表面的磁场计算出球内的电磁场分布并根据二流体模型求出涡流损耗,分析了超导铌球在该磁场中悬浮的稳定性。     

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.     

轴向磁化开口磁环在周期永磁聚焦系统中的应用

采用解析法和有限元法计算了轴向磁化永磁环中心轴上的磁感应强度分布,得到了开口磁环的磁场分布规律。完整磁环中心轴上的磁感应强度不存在径向分量B⊥,只包含轴向分量Bz。磁环开口后,轴向磁场的峰值降低,而径向磁场增加,其中心轴上的合成磁场体现出非轴对称性,不利于其在周期永磁(PPM)聚焦系统中的应用。基于轴向分量Bz和径向分量B⊥的分布特点,设计了新型的PPM系统结构,实现了带开口磁环的PPM系统的轴向周期磁场。实际制备PPM系统的轴向磁场测试结果为上述设计提供了有力支持。     

磁控旋弧管板对焊激磁线圈径向磁场的简化算法

采用等效线匝的方法建立了磁控旋弧管板对焊激磁线圈径向磁场的计算模型,根据简化算法推导出径向磁感应强度的计算公式,计算并测量了匝数为510、半径为30mm的激磁线圈的径向磁感应强度。结果表明,径向磁场的测量值与计算值存在一定差异,但两者的变化趋势和空间分布相似,理论计算能够反映磁场的分布状况。该简化算法适于计算激磁线圈的径向磁场空间分布,可用于磁控旋弧对焊激磁线圈的设计。     

小径管周向裂纹脉冲涡流检测仿真和试验研究

针对小径管周向裂纹缺陷,通过有限元仿真及试验,研究了利用磁导体环形激励脉冲涡流检测技术检测小径管周向裂纹缺陷的问题。仿真给出了管道在有缺陷和无缺陷状态下磁场分布、涡流分布以及接收线圈的电压值。从仿真结果可以观察出,周向裂纹端头处的磁场分布以及涡流分布会发生明显变化,产生沿管壁法向的磁场,检测线圈位于裂纹端头处正上方时检测灵敏度最高。实际检测结果与仿真结果一致,表明磁导体环形激励轴向涡流对小径管周向缺陷具有显著的检测效果。     

磁控溅射阴极靶磁场分布的定量评价

针对磁控溅射阴极靶磁场分布难以进行定量评价的问题,提出以磁场水平分量B:的平行率R,为量化指标,对磁场分布状态进行评价的新方法;采用有限元方法,模拟分析了磁控溅射阴极靶结构参数对磁场分布的影响规律,并利用Rk对结构参数的合理性进行了验证.结果表明,量化指标Rk可以有效地评价磁场分布的优劣,能够为磁场模拟及分析提供基础的科学判据.     

上插自焙铝电解槽母线配置探讨

本文以ＭＦＰＣ软件为基础，计算了三种不同的母线配置下槽内对应各点的磁场值，画出了各种母线配置时铝液内磁场分布图，比较了三种母线配置的各方向磁场分布情况，说明了各种母线配置的优劣性，提出了我国上插槽母线改造方案。     

基于三维有限元动态模拟圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场

根据电磁场有限元分析的基础理论，对储罐底板圆柱形表面腐蚀缺陷，应用ANSYS三维有限元静态分析了圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场，得到了圆柱形表面腐蚀缺陷漏磁场的空间分布。在一定条件下，静态模拟的缺陷漏磁场受励磁结构中永磁铁磁场的影响较大，造成在永磁铁附近漏磁场分布的畸变。而动态模拟下得到的漏磁场只在缺陷附近有明显的变化，缺陷漏磁场受励磁结构中永磁铁磁场的影响很小，有利于对腐蚀缺陷的分析。     

漏磁法无损检测中铁磁材料内部磁场分布的研究

铁磁材料内部磁场分布的计算是漏磁法无损检测的基本问题之一,首先利用磁荷理论计算漏磁通无损检测中常用的U形永磁体的磁场分布,利用尝试函数的方法建立了非均匀磁化条件下磁导率μ-H关系的数学模型,并与实验结果进行了比较,理论与实验结果符合得非常好,最后给出 材料内部的磁场分布的数学表达式。     

交变磁场净化金属液时金属液紊流的形成及其控制

使用金属嫁液对交变磁场作用下的金属液紊流现象进行了直接观察,并对相应的成因进行了探讨,结果发现交变磁场中为磁场分布不均匀是引起紊流的根本原因。提出采用磁场分布不均度参数来衡量磁场不均匀性,该参数的提出为电磁净化器的设计和提高净化提供了理论依据。为了探讨控制紊流的方案,还采用了模拟体系,研究了不同截面形状的管型及不同磁感应分布不均度下颗粒的迁移规律,并分析了管型影响紊流形成的原因。     

梯度强磁场下Al-18%Si合金中初晶硅的细化

实验研究了梯度强磁场下Al-18%Si(质量分数)合金中偏聚初晶硅的形貌及晶粒尺寸的变化.无磁场时初晶硅为粗大的板条状或五星状;施加梯度磁场时偏聚初晶硅呈弥散分布的等轴多边形,初晶硅显著细化.当磁化力维持不变时,偏聚初晶硅晶粒尺寸随磁场强度的增大而减小,晶粒数密度随磁场强度的增加而增大.实验结果预示,强磁场影响Si原子扩散.对磁场抑制扩散及初晶硅颗粒的受力进行了分析,较好地解释了实验结果.     

脉冲磁场下铝合金定向凝固磁场分布数值模拟

采用ANSYS 8.0有限元分析软件对铝合金脉冲磁场定向凝固磁场分布作了数值模拟,得到了凝固过程中的磁场分布状态.结果表明:在试样中心附近磁感应强度较强,而在端部较弱.模拟结果和实验测得结果相符合.通过数值模拟,不仅可以初步了解凝固过程中的磁场分布状态,而且有助于进一步研究凝固组织细化的原因.     

调幅交变磁场下圆柱形金属液内电磁力分布

从Maxwell方程出发,推导并计算了连续交变磁场和调幅交变磁场作用下,圆柱形金属液中电磁力密度在半径方向上的分布及其随时间的变化情况.发现在连续及调幅磁场情况下,电磁力频率均以原输入电磁场频率的两倍变化,且在调幅磁场的线性上升段和下降段,电磁力幅值的变化近似为二次抛物线形,在调幅磁场的恒值段则与连续施加时一样.这为合理设计电磁连铸时的调幅磁场打下基础.     

Analysis of eddy currents in a bar containing an embedded defect

The eddy current distribution is studied in a metal bar containing an embedded defect inserted within an encircling coil. Furthermore, the impedance change of the coil regarding the characteristics of the defect is determined. The defects investigated are nonmetallic inclusions and embedded cracks which may occur during the manufacturing processes of bars. To simulate these problems, a two-dimensional transverse-electric model is proposed, and then a set of coupled surface integral equations are formulated systematically. Since the magnetic field is unknown along the boundary of the defect, an additional boundary condition derived from Maxwell's equations is used. Using the boundary element method (BEM), these integral equations are solved in terms of nodal unknowns-current density. After the current distribution is obtained, the impedance changes of the coil caused by the defects are calculated vs. the configuration of defect for various frequencies. If the inclusion is circular and located at the center of the bar, good agreements are found by comparing the BEM solutions with the analytical ones. An auxiliary surface integral equation is also derived to further determine the currents on both sides of the crack.     

磁控电弧焊缝跟踪传感器的有限元分析

为了研究磁控电弧焊缝跟踪传感器的电磁特性,采用ANSYS软件对传感器进行了谐波磁场分析,当线圈匝数、空气隙长度、铁心磁导率等因素分别发生改变时,得出了磁控电弧焊缝跟踪传感器的磁力线分布和磁场矢量图;分析了电弧传感器主要参数对磁场分布和磁感应强度大小的影响规律,并与采用高斯计测得的实际磁感应强度进行了对比.结果表明,采用有限元方法对磁控电弧传感器的电磁特性的分析结果与试验结果吻合,为磁控电弧焊缝跟踪技术提供了基本的理论指导.     

感应洛伦兹力对激光熔覆Inconel 718涂层中Fe元素分布的影响

为了研究稳态磁场对激光熔覆Inconel 718涂层中Fe元素分布的影响,建立基于体积平均法的三相混合凝固模型,在激光熔覆过程中耦合加入稳态磁场,模拟316L不锈钢表面制备Inconel718涂层。采用2D瞬态模型,结合传热传质,流体流动和感应洛伦兹力,模拟激光熔覆涂层中的元素分布,并与实验结果进行对比。结果表明,未施加磁场时熔覆层中Fe元素呈均匀分布;施加稳态磁场时熔覆层中Fe元素分布不均匀,在熔覆层顶部Fe元素含量较低,熔覆层底部Fe元素含量较高。模拟结果与实验结果吻合良好,证明计算模型的可靠性,也表明稳态磁场能够抑制熔池流动,对移动熔池的传热传质产生影响,最终改变激光熔覆涂层中的元素分布。