PMLSM直接驱动工作台的机电耦合有限元建模

由于使用永磁直线同步电动机直接驱动,直线滚动导轨支承的进给工作台的动力学特性对超精密数控机床的加工精度会产生直接影响.以工作台和电动机动子作为研究对象,利用拉格朗日-麦克斯韦方程建立工作台系统的机电耦合动力学模型.采用有限元方法计算出永磁直线同步电动机的推力和法向力,对工作台模型进行模态分析与电磁力作用下的谐响应分析,得到工作台系统的模态参数和水平、垂直两个方向的频响曲线.通过分析频响曲线可对工作台的振动进行预测,为工作台系统优化设计和优化控制提供了依据.     

大气隙直线感应电机的力特性分析

大气隙直线感应电机（气隙长度大于10mm）目前已经在地铁、轻轨中得到了很好的应用,在过山车、海盗船等大型游乐设备中也有很好的应用前景,其推力与法向力特性对系统性能很重要.该文介绍了该类电机的结构与设计所用的传统等值电路.通过实验证明,等值电路对计算电流与推力仍然有效,而法向力的计算与纵向边端效应对气隙磁场的影响则需要建立在有限元数值分析方法基础上;在此模型基础上分析了推力、法向力与电机初级电流大小、电流频率、气隙长度之间的关系.结果表明大气隙直线感应电机的法向力与推力之比小于普通直线感应电机,因此法向力基本不影响应用系统.该文的结论为此类电机的设计与应用提供依据.     

固冲导弹零攻角负法向力特性研究

文中对双下侧进气道布局的导弹进行了数值建模,并利用专业流体计算软件对导弹的超音速特性进行了数值模拟,发现在零攻角时全弹法向力为负值,这对长时间巡航的导弹是不利的因素。针对这种现象,文中对各个气动组件进行详细分析,研究其流场特性和负法向力产生的机理,找出全弹法向力为负的原因来源于各气动组件的相互影响,并在结尾给出了适当的优化建议。     

螺旋流抑制杆管偏磨的PIV实验研究

为了研究聚驱采出井偏心环空中流体流动状态与抽油杆所受法向力的关系,在模拟井筒中产生轴向流和螺旋流,利用粒子图像测速技术（PIV）,测量了不同质量浓度聚合物溶液,在偏心环空窄间隙、宽间隙中轴向流和螺旋流的速度瞬时特性,并将它们的轴向速度梯度进行了比较。利用设计的实验装置测量了介质为不同质量浓度聚合物溶液时,轴向流和螺旋流...     

横向磁场直线开关磁阻电机的数学建模

为了建立横向磁场直线开关磁阻电机(transverse flux linear switched reluctance motors,TFLSRM)的解析数学模型,首先分析TFLSRM的结构和磁路特点,建立TFLSRM的磁路等效模型,采用直线磁路和变椭圆系数的椭圆形磁路分割法推导等效磁路的气隙磁导解析式,确定以磁导表示的绕组电感和磁链,建立了推力和法向力的数学模型.有限元分析结果验证了所建数学模型的正确性,利用该模型分析了改变次级极宽和气隙长度对电机推力和法向力的影响,半实物仿真实验结果验证了所建模型的有效性.     

外圆磨削强化中的磨削力研究

提出了外圆磨削方式的磨削强化技术,并在M1432B型磨床上进行了试验。针对参量为磨削深度0．3mm、工件速度0．2m／min的试件强化层进行金相分析与硬度测量,发现组织为马氏体且硬度最高达到754HV（约62．3HRC）,验证了其切实的可行性及良好的强化效果。对于外圆磨削强化过程中的磨削力,提供了使用自制弹性顶尖的测量方法。实测后发现切向力与法向力数值随着磨削深度的增大而增大。在磨削深度0．4mm处分别达到了146N和656N,且法向力的数值与增长速度比切向力的高。     

纺织装备行星齿轮传动系统修形研究

为达到纺织装备用行星减速器高传动效率和低噪音等要求,构建行星减速器三维数字化样机,并以此基础对该减速器第二级行星齿轮传动系统进行接触分析和齿面修形研究。以齿轮传动误差、啮合刚度、齿面法向力为评价指标对行星齿轮进行修形分析,通过改变不同修形参数分析其对修形指标参数的影响,最终确定行星齿轮传动系统的最佳修形方案。研究表明:行星齿轮传动系统的传动误差峰峰值由未修形时的0.68 μm降为修形后的0.25 μm,降低了约63%;齿面法向力和轮齿啮合刚度不同程度减小,改善了行星齿轮啮入、啮出冲击,有效提高了行星齿轮传动系统的传动效率,对行星齿轮传动系统的减振降噪提供了参考。     

基于MSE/PVDF复合结构转速传感器的研究

磁敏弹性体(MSE)是一种具有优良磁响应特性的磁敏材料,在磁场作用下将产生垂直其表面的磁致法向力,结合聚偏氟乙烯(PVDF)的正压电效应,针对转速检测提出一种结合两者特性的转速传感器,在敏感单元中设计由MSE与PVDF压电单元组成复合结构,通过复合结构感知磁场激励以实现转速检测,并从微观与宏观层面分析了检测机理,采用自建测试系统确立了磁致法向力与磁场间的关系,PVDF的动态形变响应及传感器的输出特性。结果表明：以复合结构为核心的敏感单元对测试转速的磁场激励表现出稳定的电压峰值响应,并能够实现对中高转速的准确检测。     

盾构滚刀磨损预测中破岩受力与滚刀转速分析研究

针对盾构滚刀的磨损预测方法进行研究，提出将滚刀受力与滚刀转速作为滚刀磨损预测模型的输入变量，对滚刀磨损进行预测，同时设计试验，分析二者之间的耦合关系，以更好地优化模型内部参数。对滚刀进行动力学分析，通过滚刀的频率响应函数证明滚刀的动力学特性对受力测量结果基本无影响，传感器输出的信号不需要额外考虑滚刀动力学特性。滚刀切割试验结果发现，在相同的地质情况以及相同的切割参数下，滚刀转速越快，滚刀受力越大。同时，根据刀盘转动角度、滚刀切割半径以及滚刀受力绘制出岩盘受力云图，将不同位置的岩盘受力云图进行叠加，可以记录不同位置的土质情况，利用该云图可以标注磨损严重的位置，用于预测滚刀磨损情况，以提醒施工人员对滚刀进行优先维护或替换。     

套圈整体抛磨的EDEM-ADAMS耦合数值模拟和试验

针对航空发动机主轴轴承套圈各表面需多次加工且加工均匀性较差的问题，提出了一种浮动装夹、摩擦驱动、水平限位的整体抛磨方法。利用EDEM与ADAMS耦合仿真，分析不同介质装入量和容器转速下介质作用于套圈各表面的法向力，引入法向力分布离散系数评价套圈各表面法向力分布均匀性。仿真结果表明：当介质装入量小于60%时，套圈各表面法向力离散系数均较大；当介质装入量为70%～80%,容器转速高于32 r/min时，套圈各表面法向力离散系数较小。搭建试验平台进行套圈抛磨加工试验，根据仿真结果选取装入量为80%,转速为60 r/min,试验结果表明：套圈各表面粗糙度值均降低且差异减小，证明了该抛磨方法可实现套圈的整体抛磨。