直通式迷宫静态工作特性的实验研究

建立了迷宫密封的静态实验系统，全面地研究了厚齿条件下齿形和结构参数对密封效率的影响，给出了齿尖相对厚度Ｔ／δ、空腔数Ｎ、间隙与空腔宽度比δ／Ｗ、深宽比Ｈ／Ｗ、齿形及流向的影响规律。     

脊状结构组合式轮片状阴极工作齿齿形优化设计

针对组合式轮片状阴极工作齿（TWTC）齿形优化设计,研究脊状结构的形状参数与减阻量之间的关系。根据湍流边界层粘性底层流速服从线性分布的规律,利用粘性底层流速分布公式来计算流场特性参数,提出将脊状结构、圆角过渡用于组合式TWTC齿形修形。对未修形、脊状结构、圆角过渡组合式TWTC修形的电解加工间隙流场进行仿真和试验验证。结果表明：采用脊状结构修形工作齿可以有效减小电解液流道的阻力,提高加工间隙电解液的流速,使加工间隙最高流速从42.5 m/s提高到58.6 m/s,加速了阳极溶解速度,提高了材料去除率;采用圆角过渡修形工作齿能够减少、甚至避免空穴、涡流、分离、气泡现象产生,实现均匀小间隙稳定深孔内螺旋线加工,提高加工精度和表面质量。     

斜磁化条件下多磁源目标的边界识别方法

针对传统磁源边界识别方法在斜磁化条件下对多磁源目标识别能力较差的问题,提出斜磁化条件下多磁源目标的边界识别方法。根据矢量合成原理将磁场分量转化为总幅值异常以及方向余弦,利用改进K奇异值分解方法重建磁信号。利用归一化磁源强度与化极互相关的方法估计不同计算区域内磁源的磁化方向,将磁测数据转化为垂直磁化条件下的磁测数据。通过磁梯度张量矩阵特征值的绝对值之和与垂直条件下磁场沿z轴方向的分量在z轴方向上梯度的比值对磁源的水平边界进行求解,实现了对磁源水平边界的估计。仿真和试验结果表明,该方法能够准确识别斜磁化条件下多目标磁源的边界,且具有较强的抗噪性。     

基于一种泄漏流边界模型的封严篦齿分析方法研究

针对篦齿通道中存在的结构相对复杂、封严间隙随工作状态变化、数值模拟计算域网格量大等问题,对不同密封构型参数下的多种直通式封严篦齿模型进行了高速实验研究,并基于实验结果建立能够反映环境参数和封严构型参数对密封性能影响的篦齿泄漏流边界模型。结果表明：该模型能够很好地还原实验规律,可以在多级的压气机计算中可靠地模拟篦齿泄漏流动,并在某3级压气 机中计算得到0.5%的泄漏量将分别导致压气机流量、压比和效率呈现1.4%、0.3%和1.1%的下降。     

电磁轨道炮膛内强磁场屏蔽与优化方法

针对电枢发射过程的速度趋肤效应影响磁场分布和导磁材料磁饱和特性的问题,在轨道炮面电流模型基础上提出单层导电材料、单层导磁材料、三层组合屏蔽方案以及考虑屏蔽体相对弹底距离及屏蔽体壁厚的优化方案。该屏蔽方案利用导电材料的涡流消除机理和导磁材料的磁通分流机理可以有效屏蔽磁场从而保护引信内部电子器件。仿真结果表明,在距离弹底2倍导轨间距位置处,3mm厚的低碳钢-铜-Mumetal的组合屏蔽体具有最优屏蔽效能,屏蔽前后考察面平均磁通密度峰值分别为0.224T和0.0115T,屏蔽效能达到25.79dB;在距离屏蔽体底面9mm距离内,屏蔽效能不低于29dB。     

同轴磁齿轮极数配合规律

为解决同轴磁齿轮的内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数和调制环齿数选取问题,研究其极数配合规律。介绍同轴磁齿轮的基本结构,推导其气隙磁密解析式;基于磁齿轮气隙磁密谐波分析,对磁齿轮内转子永磁体极对数、外转子永磁体极对数和调制环齿数的相互配合关系进行研究,给出极对数配合的选取原则;详细对比分析4种不同极对数配合磁齿轮的转矩特性;设计一台内转子永磁体极对数为5、外转子永磁体极对数为19、调制齿个数为24的同轴磁齿轮,并进行样机制造与试验。结果表明：当磁齿轮内转子永磁体极对数与外转子永磁体极对数之和等于调制环齿数时,磁齿轮可获得较高的传动比和较强的转矩输出能力。     

大间隙多级磁源磁性液体密封的实验研究

在某些特殊应用场合尤其是军工领域中要求采用磁性液体密封技术解决大间隙条件下的密封问题。为了提高和验证大间隙条件下磁性液体密封性能,设计了一种多级磁源磁性液体密封结构;实验研究了0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm不同间隙高度下其密封性能与自愈合性能,并将其与单级磁源磁性液体密封的理论耐压值进行了比较、分析和讨论。结果表明：多级磁源磁性液体密封的耐压能力与自愈合能力随着密封间隙的增大而减小;对应于4种不同高度的间隙,多级磁源磁性液体密封的耐压能力分别为单级磁源磁性液体密封耐压能力的4.8倍、3.8倍、2.8倍和2.5倍;大间隙多级磁源磁性液体密封具有良好的自愈合能力。     

基于磁场有限元分析的磁流变缓冲器结构设计

基于磁场有限元分析和Bingham塑性流动模型,对某实验用火炮后坐磁流变缓冲器进行了结构设计.建立了磁流变缓冲器的二维轴对称磁场有限元模型,分析了活塞长度、线圈内直径以及油缸壁厚等参数的变化对间隙中MR流体的磁通密度的影响,确定了一个可以使间隙中MR流体磁通密度达到最大的结构尺寸方案.使用Bingham模型,计算了不同应用电流下磁流变缓冲器的阻尼力-速度关系.进行了火炮后坐动力学计算,计算结果表明,有限元法给出了比解析法更准确的磁场强度解,所设计的磁流变缓冲器满足火炮发射要求.     

磁爆加载薄壁金属管的冲击变形实验研究

利用构建的磁爆加载实验平台,对脉冲磁动力与电爆炸耦合效应作用下薄壁金属管的冲击变形进行了研究,获得了加载过程的强流放电波形,以及不同结构和材料薄壁金属管的冲击变形。结果表明:以脉冲电容器组为能源时,RLC电路过程能较好地反映加载时的强流放电特性;相同结构薄壁金属管的冲击变形主要受加载方式的影响,加载过程产生的焦耳热使材料显著升温,更易于变形,但高温将导致材料气化,无法形成磁聚毁伤元;磁聚毁伤元不宜采用低熔点或低延展性材料,相比铝材,紫铜更优,而截锥管比圆管结构更易于控制形成磁聚毁伤元。     

基于稀疏化LS-SVM的漏磁缺陷三维轮廓重构

漏磁缺陷轮廓重构是指由检测到的漏磁信号重构缺陷轮廓及参数，是实现漏磁反演的关键。将最小二乘支持向量机( LS-SVM)应用于漏磁缺陷的三维轮廓重构中，并对LS-SVM采取了稀疏化处理，将漏磁信号磁通密度法向分量Bz作为支持向量机网络的输入，缺陷的几何参数长度、宽度、深度作为输出，由实验测量数据和三维有限元仿真计算得到的仿真数据组建样本库。建立了由缺陷的漏磁信号到缺陷三维轮廓图的映射关系，实现了缺陷三维轮廓的重构。实验结果表明：该方法具有很高的精度和很好的泛化能力，同时对噪声也有一定容忍能力。     

基于等效磁化强度法的一种电磁式角振动台气隙磁场分析方法

针对有限元法求解气隙磁场的磁路几何模型占用内存空间多和计算时间长等问题,提出一种基于等效磁化强度法求解电磁式角振动台气隙磁场分析方法。基于等效磁化强度法建立矢量磁位的微分方程组,得到包含磁路几何参数的磁感应强度解析表达式;与有限元法计算结果对比,验证等效磁化强度法的正确性;采用等效磁化强度法对磁路参数进行优化。分析结果表明：当气隙厚度保持不变时,随着永磁体扇形角的增加,气隙中有效均匀磁感应强度的区域变宽,而随永磁体厚度的增加,气隙磁感应强度将增强;当永磁体扇形角和厚度保持不变时,磁感应强度随气隙厚度的增加而减小。该方法可以快速分析磁路结构参数变化对气隙磁感应强度的影响程度,为优化设计电磁式角振动台磁路结构提供理论参考。     

离子共掺钡铁氧体粉体制备与软磁性研究

采用溶胶-凝胶自蔓延法制备Ni-Mg-Co离子共掺BaFe12O19纳米粉体,研究不同掺杂量和保温时间对样品微观结构和磁性能的影响。利用X线衍射仪、透射电镜和振动样品磁强计测试了样品的相结构、显微结构和宏观静态磁性能。结果表明:在1 100℃煅烧温度下热处理保温时间对掺杂前后的M型钡铁氧体宏观磁性有决定性影响,其中BaFe12O19煅烧保温时间3 h,其饱和磁化强度仅为137.9 A/m,但矫顽力为41.8 kA/m;BaNiMg0.9Co0.1Fe10O19煅烧保温时间3 h的饱和磁化强度增加到143.3 A/m,而矫顽力降到7.9 kA/m。说明M型钡铁氧体的磁性能可实现从传统的永磁到近软磁大范围的调控,使其在材料空间领域得到更广泛的应用。     

Quantitative Testing of Defect for Gun Barrels

The magnetic flux leakage （MFL） method is commonly used in the nondestructive evaluation （NDE） of gun barrels. The key point of MFL testing is to estimate the crack geometry parameters based on the measured signal. The analysis of magnetic leakage fields can be obtained by solving Maxwell＇s equations using finite element method （FEM）. The radial component of magnetic flux density is measured in MFL testing. The peak-peak value, the separation distance between positive and negative peaks of signal and the lift-off value of Hall-sensor are used as the main features of every sample. This paper establishes the multi-regression equations related to the width （the depth） of crack and the main characteristic values. The regression model is tested by use of the magnetic leakage data. The experimental results indicate that the regression equations can accurately predict the 2-D defect geometry parameters and the MFL quantitative testing can be achieved.     

永磁轴承磁化方向的研究

采用等效磁荷理论，对永磁轴承的磁化方向进行了研究，证明了在磁轴承几何参数相同的情况下，磁体径向磁化或轴向磁化对轴承承载力和刚度没有影响。这使得磁轴承的理论研究和制造技术得到了简化。     

脉冲磁场对高速钢刀具材料摩擦磨损性能的影响

研究了脉冲磁场处理对高速钢（HSS）刀具材料W9Mo3Cr4V的摩擦磨损机制。通过进行HSS材料脉冲磁化摩擦试验,对不同的脉冲磁场强度、磁场频率和磁化时间条件下,HSS材料磨损率、摩擦系数以及表面形貌进行了检测。结果表明：脉冲磁场能够使得HSS材料的耐磨性明显提高,摩擦系数降低,且其摩擦表面形貌较平坦;特别是在一定的脉冲磁场参数下,HSS磁化处理效果较好,摩擦系数小且耐磨性好。脉冲磁化处理前后材料微观组织对比分析显示：脉冲磁化处理后,材料内部析出大量弥散碳化物,弥散强化是脉冲磁化处理增强材料耐磨性的主要机理。     

用Sol-gel法制备NiCoZn铁氧体/SiO_2纳米复合材料的结构与磁性

以正硅酸乙酯和硝酸盐为原料利用溶胶-凝胶法制备Ni0.25Co0.25Zn0.5Fe2O4/SiO2纳米复合材料。用TG-DTA分析热处理过程中干凝胶的质量变化。用XRD、TEM和VSM分析样品的结构、晶粒尺寸和磁性。结果表明:随热处理温度的升高,NiCoZn铁氧体的晶粒尺寸、比饱和磁化强度和磁场强度逐渐增大;1100℃热处理后,样品中Ni0.25Co0.25Zn0.5Fe2O4平均晶粒尺寸为62nm,比饱和磁化强度σs为53Am2/kg,磁场强度Hc为8.04kA/m。     

脉冲激光辐照CCD探测器仿真研究

通过实验验证了脉冲激光辐照CCD引起的饱和干扰,详细分析了峰值功率、脉冲宽度、重复频率等脉冲激光参数,通过构建仿真模型分析了单个参数对探测器饱和阈值的影响,仿真结果表明:脉宽越大,峰值功率越高,重复频率越大,越能使探测器达到饱和状态。     

盘式永磁微型发电机的磁路设计方法

研究了盘式永磁微型发电机的磁路设计方法,完成磁路的模型建立、理论推导、仿真修正和实验验证,探讨磁路中主要结构参数对磁隙处磁场的影响规律以及参数间的约束关系。着重研究磁隙处磁感应强度的计算方法和微型发电机的结构参数优化方案,并归纳出盘式永磁微型发电机的磁路设计方法。理论计算与实验数据误差在7%以内,进而验证了磁感应强度计算方法的合理性和准确性。文中方法对此类电机的设计和优化具有指导意义。