基于Midas/Civil的自动抹灰机非对称桁架优化设计与试验

针对初步设计的自动抹灰机横移导轨非对称桁架需要轻量化和减小挠度、扭转变形等问题,采用专业钢架有限元软件Midas/Civil与双因素无重复试验相结合的方法,分析了非对称桁架在静恒载作用下的挠度、扭转变形量和强度等。通过对不同型号的方形钢管的组合验证,得到符合自动抹灰机横移支撑桁架的结构。最后通过试验证明了该方法的有效性,在满足桁架轻量化的同时,提升了桁架抗弯扭性能。专业钢架分析软件的使用方便了设计者的操作,提升了工作效率,对自动抹灰机的桁架设计具有重要的参考价值。     

大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型的研究

等效磁路法是混合磁悬浮轴承的主要研究方法,然而等效磁路法是基于一系列假设条件提出的,大气隙下这些假设将不再成立,磁路法的应用范围将受到限制,无法对大气隙混合磁悬浮轴承展开研究。因此,需要对大气隙混合磁悬浮轴承承载力模型进行研究,以解决混合磁悬浮轴承在大气隙场合的推广及应用。结合ANSYS有限元分析软件分析在气隙变化时,常规磁路法在混合磁悬浮轴承承载特性分析过程中的适用范围,获得了当气隙增加时磁路法模型计算误差变化规律;针对漏磁这一导致计算误差的影响因数,提出一种混合磁悬浮轴承气隙磁场的漏磁导模型的分析方法,建立基于漏磁导修正的混合磁悬浮轴承承载力理论模型;利用ANSYS有限元分析软件和试验对修正后的混合磁悬浮轴承承载力模型进行了验证。     

基于Halbach阵列的永磁轴承承载力解析模型及设计方法

基于Halbach阵列的永磁轴承能有效地增强永磁轴承的承载能力,具有广阔的应用前景。但目前关于Halbach阵列的永磁轴承的理论模型研究并不完善,缺少任意角度连续磁化的Halbach阵列永磁轴承的解析模型和设计方法,限制了其应用。研究针对Halbach阵列的永磁轴承,利用标量磁位的模型建立了永磁体阵列的磁场分布模型,在此基础上基于虚位移法建立了永磁轴承的承载力模型和支承刚度模型,并对永磁轴承的最大承载力和支承刚度特性展开了研究,给出了永磁轴承设计过程中的参考因素。最后利用有限元分析软件对所建立的理论模型和提出的结论进行了验证,取得了较好的效果。     

小型磁悬浮风力发电机起动阻力矩研究

针对风力发电机中磁悬浮支承与发电机间存在耦合,磁悬浮支承对发电机起动阻力矩会产生影响等问题,分析了风力发电机中起动阻力矩产生的原因,建立了磁悬浮风力发电机中永磁发电机的有限元模型,并分析了载荷对磁悬浮支承下风力发电机起动阻力矩的影响,最后对计算结果进行了实验验证.     

磁悬浮双转子系统的定点碰摩特性

采用Lankarani-Nikravesh模型描述了磁悬浮双转子系统定点碰摩过程中的法向冲击力,基于有限元法建立系统动力学模型,并对碰摩故障下的系统振动特性及接触过程进行了分析。研究结果表明:内外转子的转频是其转频差的整数倍时,碰摩发生时可观察到转频差的整数倍频率分量,随着碰摩程度的加剧,分数阶转频差频率分量出现;碰摩过程中的最大接触深度和法向冲击力取决于初始冲击速度;选择使系统运行角速度远离临界角速度的比例系数或较大的微分系数可显著减小系统碰摩的严重程度。     

非线性支承下磁悬浮转子系统μ综合控制的研究

针对磁悬浮转子系统支承力的非线性和不平衡扰动问题,采用μ综合控制方法对系统进行控制。根据磁悬浮转子系统模型推导出系统状态空间方程,并对其中的非线性支承力进行平衡点线性化,对状态空间方程进行模态分析,得到低阶控制模型,再通过D-K迭代法得到μ综合控制器,并将其应用于非线性支承下的磁悬浮转子系统。结果表明：μ综合控制下的闭环转子系统具有良好的起浮性能和抗干扰性能;与PID控制比较,μ综合控制下转子系统不平衡响应基频幅值和倍频幅值显著降低;系统不平衡扰动和非线性效应得到了抑制。     

基于偏转模型的轴向磁化径向永磁轴承磁力特性研究

分析了机械永磁轴承系统中永磁轴承内磁环的运动规律;运用有限单元法分析了轴向磁化单对径向永磁轴承偏转模型和径向偏移模型的磁力之间的关系,得出运用径向偏移模型会高估轴承的径向磁力而低估轴承的轴向磁力：运用同样的方法分析了在偏转模型中轴向磁化单对磁环的磁力与它的外形尺寸之间的关系,得出其径向磁力随气隙的减小或磁环厚度的增大而增大,轴向磁力随气隙的减小而增大。     

非线性磁悬浮转子系统的不平衡响应分析

考虑漏磁及磁饱和等非线性因素对磁悬浮轴承支承特性的影响,建立非线性磁悬浮转子系统动力学模型,分析运行参数和控制参数对系统不平衡响应的影响,结果表明:负载较大时,非线性磁悬浮转子系统不平衡响应更复杂;相同转速范围内非线性磁悬浮转子系统更易失稳;比例系数较大和微分系数较小会使非线性磁悬浮转子系统振幅增大,不平衡响应明显.     

小型低风速风力发电机永磁轴承的设计与分析

风能是重要的可再生能源,低风速风能的利用对风力发电的发展有重要意义。磁力轴承能有效地减小风力发电机的启动阻力矩、降低启动风速。永磁轴承具有体积小、无功耗、结构简单、零响应时间等优点而被广泛应用。对永磁轴承的结构设计进行了分析,并采用轴向磁化轴向叠加多环径向永磁轴承作为低风速风力发电机主轴支承,用有限元法分析计算了的永磁径向轴承的径向力,完成了实验样机,对比实验表明,该样机的启动阻力矩比传统的风力发电机降低了40%。     

基于作动器非线性的主动悬架减振性能研究

针对电磁主动悬架中直线作动器非线性特性对车辆减振性能产生影响的问题,采用麦克斯韦应力张量法建立输入电流与输出电磁力的非线性解析模型。通过拟合作动器非线性力的办法将解析模型中多结构参数问题缩减到二维,再将作动器拟合模型应用到采用LQG控制器的1/4车辆悬架模型中,研究作动器非线性对车辆减振性能的影响。结果表明：作动器的非线性使LQG控制效果变差,实际减振性能降低;作动器结构参数中极对数与初级定子长度的比值接近车辆共振频率时,减振性能最差。