电磁驱动式微拉伸装置的研究

为了能精确地测试和评定微构件的力学特性,需研制微拉伸装置。本文对电磁－线圈力驱动器的结构和参数进行了优化设计,并将其应用于微拉伸装置。结果表明,由于磁场梯度与线圈的激励电流成线性关系,因而能进行精确的控制。在设计微拉伸装置时,样品的一端附在由叶片弹簧悬挂的可移动拉杆上,另一端固定。通过线圈激励产生的磁场对拉杆上的磁铁作用,施加拉力。利用光纤传感器测量位移。最后,采用内径α１＝０．００８ｍ,匝数ｎ＝     

电磁无心夹具线圈的改制计算

电磁线圈是电磁无心夹具的主要元件之一。在实际使用过程中,由于线圈额定电压的变化或由于系列化的要求可能会碰到线圈改制的问题。如果改制仅限于线圈的线径和匝数而不涉及其电磁力及外形尺寸时,则可应用下列公式:     

磁致伸缩微小驱动器驱动电磁线圈的设计研究

激励磁场强度对磁致伸缩驱动器驱动位移的大小具有决定作用。对于微小磁致伸缩驱动器 ,如何进行驱动线圈的整体设计 ,使小尺寸线圈产生较大磁场强度是本研究的主要目标。通过优选电磁线圈参数Gcoil确定线圈几何结构尺寸 ,并通过建立磁场强度Hcoil与电磁线圈的电流密度Jcoil进而与电磁线圈线径 之间的关系模型计算和优选电磁线圈线径来提高线圈电磁转化率 ,从而增大激励磁场强度是研究的具体方法。针对 7mm× 2 0mm的Terfenol D试样确定驱动线圈几何参数Gcoil=0 .17,线圈电流密度为最大时的线径 =1mm。 1mm线径的电磁线圈 ,经ANSYS计算 ,比线径为 0 .5mm线圈产生的磁化强度提高了 2 5 %     

汽车空调电磁阀驱动性能仿真

电磁阀作为汽车空调压缩机实现排量调节的关键执行元件,其性能分析和结构优化有利于优化压缩机的排量控制。基于有限元分析法,建立电磁阀结构模型,探究电磁阀中的线圈结构、线圈匝数、输电电压等参数对电磁阀的响应时间、吸合时间、电磁力等特性的影响。结果表明,在相同条件下,T字形线圈结构的电磁力大于圆柱形线圈,可扩大电磁阀的使用范围。激励电压从4 V增加到12 V,T字形线圈的电磁力呈递增趋势,受力均匀性优于圆柱形线圈结构。线圈匝数与动静铁芯的吸合时间、吸合力呈正相关。     

高温磁悬浮轴承定子电磁线圈封装技术研究

高温电磁线圈是高温磁悬浮轴承系统的关键元件,为了延长高温电磁线圈的可靠性及使用寿命,提高磁悬浮轴承系统的性能,需要对高温电磁线圈进行封装。主要介绍了高温磁悬浮轴承系统,设计了高温磁悬浮轴承定子线圈的封装结构以及线圈陶瓷骨架结构,探讨了电磁线圈的封装材料及线圈封装工艺。     

基于试验设计的电磁线圈绕线工艺优化研究

E公司电磁线圈所使用的多股漆包线采用复绞线工艺,严重制约了电磁线圈的生产效率。针对这一问题,以提高绞线速度为目的,结合产品设计和生产工艺,采用试验设计方法,借助Minitab软件优化了电磁线圈的设计,改进了绞线工艺,提高了生产效率,降低了产品总成本。试验结果表明,优化后的电磁线圈性能保持稳定,线圈的生产效率提高为原来的2.5倍。     

高精度电磁标定力的产生及其特性分析

高精度标定力的产生是微推力高精度测量的关键之一。电磁力具有非接触、结构简单、容易控制等优势,成为微推力测量系统有效的标定力产生方法。针对微推力测量对于电磁标定力的性能要求,研究了磁铁与线圈之间相对位置变化对电磁力大小的影响关系,通过仿真计算得到了轴向距离、径向偏差、相对倾角变化下的电磁力输出特性:相对倾角、径向偏差不为0时,电磁力均会变大,且关于磁铁中心轴线具有对称性,沿轴向距离,电磁力先增大后减小。基于天平称重法,设计了可三维调节的电磁力测量装置,提出了轴向距离、径向偏差、相对倾角的归零调节方法;获得了电磁力较为完备的力学特性,通过分段拟合方法,解决了在较小标定力时相对误差较大的问题,确定了电磁力及电流的控制关系及相对位置变化范围;提出了不敏感角、不敏感径向偏差、不敏感轴向距离区间等新概念,为电磁力产生装置的性能表征提供了具体参数。     

锥形塑料光纤过渡器的制作及测试

研究了可作为塑料光纤与石英光纤连接器件的锥形塑料光纤过渡器的制作方法及性能测试.采用重力垂直熔融拉锥法制作锥形塑料光纤过渡器,并研究其在实验室条件下的最佳工艺参数.重复实验发现,当加热电压为6.0 V,加热区中心温度在214 ℃附近,拉伸力为1.40 g左右时,塑料光纤的拉伸过程容易控制,拉伸后的塑料光纤表面具有良好的光学质量.测试显示锥形塑料光纤的透射率随着锥度的增大而减小,表面显微形貌良好,出射模式数明显减少,出射模模场强度集中在低阶模部分,可见光透射谱在400～500 nm的损耗加大.对测试结果的分析表明,采用重力垂直熔融拉锥法可以制备性能优良的锥形塑料光纤过渡器,实验得到的最佳工艺参数可为POF连接器、耦合器的实际生产提供参考.     

基于电磁变刚度的力控制装置研究

针对传统打磨工艺中接触正压力稳定性差、打磨后表面粗糙度高等问题,基于线圈-永磁铁非接触式共轴组合的电磁交互效应,设计了一种接触力实时可控的变刚度装置。基于Robertson理论,建立线圈-永磁铁电磁系统输入电流到输出力的解析映射模型。在此基础上,采用复化高斯积分方法对电磁力控装置的结构参数进行了优化设计。基于PID算法,设计了该电磁力控装置的自适应力控制策略。最后进行车身表面缺陷机器人自动化打磨对比实验,实验结果表明,电磁力控装置能有效降低打磨后的表面粗糙度,提高表面质量。     

双稳态电磁换向阀换向结构参数对磁场力的影响分析

双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升.建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果.     

螺纹剪切式碰撞吸能系统快速推进装置研究

为解决螺纹剪切式汽车碰撞吸能系统CST(Cutting the Screw Thread)的快速推进问题,基于电磁发射理论,创新设计出一种CST快速推进装置,利用有限元方法确定了CST快速推进装置工作过程中的磁场分布及电磁力大小,分析发现,由于螺纹杆的存在,CST快速推进装置的磁力线分布不均匀,线圈内部的磁力线都集中于螺纹杆之中,螺纹杆的前端以及靠近线圈左端的螺纹杆表面磁力线比较密集,且大部分磁力线通过螺纹杆的螺纹,表明CST快速推进装置工作过程中的大部分电磁力集中在这两处的螺纹上。可见,本文创新设计的CST快速推进装置能够取得预期的快速推进效果。     

电磁轴承结构参数设计研究

以实际工程应用为背景,针对电磁轴承的结构参数设计,分析了忽略铁磁材料磁阻对磁路计算带来的误差。通过对控制器参数的研究,表明磁轴承最终的控制刚度不仅与控制器有关,而且受结构参数的制约。从提高控制线圈电流和磁力的响应速度出发,给出了工作气隙、磁极面积与控制线圈的设计原则。这些结构参数与控制性能相关性的研究对于提高电磁轴承的总体性能有积极的作用。     

电磁冲击加载平板线圈的有限元分析

电磁冲击加载中,成形线圈是电能转化为磁场能的载体,使毛坯产生塑性变形的关键部件。介绍了平板线圈电磁驱动基本原理,通过ANSYS多物理场模拟平板线圈的简化模型,系统研究了线圈几何参数对轴向电磁力的影响;探讨了线圈驱动下驱动片上所受轴向电磁力分布规律及线圈参数对成形设备能量利用率的影响。仿真结果显示:随线圈匝数增加电磁力呈指数增加,随匝间距的增加呈指数减少,随起点距呈近似指数减小;轴向电磁力在线圈距中心轴2/3区域达到最大值;减小电感值有利于提高成形效率。     

电磁成形驱动线圈的设计与制造

驱动线圈是电磁成形设备的核心器件 ,其工作条件苛刻 ,制造难度大 ,国外对其制造技术严格保密。本文结合电磁成形的特点 ,对线圈的电参数及受力特点进行了系统分析 ,设计出长寿命、高可靠的驱动线圈 ,已完成上千次成形 ;通过制造不同规格的驱动线圈并对其试验 ,总结出一套线圈制造工艺     

比例电磁式主动吸振器的设计方法研究

以电磁铁为作动器,开展了电磁式主动吸振器设计方法的研究。对主动吸振器电磁作动器进行了设计研究,针对基于E型电磁作动器的主动吸振器具有非对称驱动力的问题,设计了一种具有盘形磁极面的比例电磁作动器。采用有限元和试验验证的方法,对电磁作动器在不同磁极面结构参数组合下的电磁力进行了正交仿真计算和验证,以在一定的动铁心位移范围内电磁力波动最小为目标,获得了最优组合的磁极面结构参数。对主动吸振器动质量的动态位移进行了计算分析,并基于主动吸振器的工作频带和目标驱动力,设计了动铁心的静平衡位置。计算了主动吸振器设计刚度值,并分析了刚度参数对吸振器电磁力特性的影响。最后,结合理论计算和试验验证的方法,分析了比例电磁式主动吸振器近似对称的驱动力特性。     

无线胶囊内窥镜新型接收线圈结构设计与分析方法

目前无线胶囊内窥镜(WCE)供应能量过低,限制了其诊查胃肠道病灶的性能。基于此提出了镂空三维接收线圈,线圈里可放置无线胶囊其他模块,进一步缩小无线胶囊体积。根据电磁场理论提出单匝分析法,分析了此线圈感应电动势和接收功率,并提出均匀度性能指标建立最优化模型,得出线圈最优设计参数;搭建角度姿态旋转平台测量线圈的感应电动势,实验测得感应电动势与理论值误差小于6%,验证了单匝分析法和线圈设计的合理性;将此线圈供能的无线胶囊内窥镜植入活体猪小肠内,得到的图像传输速率稳定为30 f/s,分辨率为400×400。新型线圈可给胶囊内窥镜提供充足稳定的能量,用于胃肠道疾病诊查。单匝分析法的应用不仅限于此结构的线圈,也可用于他它发射、接收装置相对位置和角度变化的植入式医疗设备的功率分析,并且此方法可用于求解发射和接收两级线圈之间的互感等电磁参数。     

发动机电磁气门驱动动态仿真与分析

用有限元法和集总参数法对一试验用电磁气门驱动（EVA）系统进行了动态仿真。在集总参数法中，根据牛顿第二定律和基尔霍夫电压定律分别建立EVA系统的动力学模型和电路模型，而把电磁力随气隙、电流的变化和电流随气隙、磁链的变化分别做成数据表。用集总参数法进行动态仿真，分析了EVA中电磁铁内涡流、励磁线圈电阻和电磁力对EVA动态工作特性的影响。两种仿真都与实验结果吻合较好，但集总参数法计算效率更高，且可仿真EVA的闭环控制过程。     

一种新型电磁作动器电磁力影响参数分析

针对各参数对一种新型电磁作动器电磁力影响机理的问题,利用ANSYS软件建立了该电磁作动器的电磁力仿真计算模型,并对加工好的样机电磁力进行试验测量。结果表明,仿真计算结果能够与试验数据很好的吻合,最大相对误差仅为11.6%,从而验证了仿真模型的有效性。利用该仿真模型分析了齿高、线圈匝数、齿数、气隙、衔铁厚度和轭铁厚度等参数对电磁力的影响,揭示了其影响机理,为这种电磁作动器的进一步优化设计奠定了基础,对类似结构的电磁执行器的设计具有一定的参考价值。     

A novel dynamic opto‐thermo‐mechanical stress testing device 1: Design of the device

This article presents a dynamic opto‐thermo‐mechanical stress testing device to characterize fiber properties. The device has multi‐modes and consists of many functions. These modes include stretching, bending, rotating, twisting, and heating processes. Every process can be controlled by micro‐controller unit via software programs specially designed for this purpose. The micro‐controller unit can execute two different processes at the same time. Such as, dynamic stretching process under the effect of thermal treatment, dynamic stretching process and relaxation, bending process under the effect of thermal treatment, and so forth. Software programs with their flow charts are designed for the application of these processes. The advantage of this device is that it can be done statically and dynamically to characterize all types of fibers (polymer and optical). The device is designed to be attached with two‐beam polarizing interference microscope to investigate the dynamic opto‐thermo‐mechanical properties of the tested fiber under the effect of different applied stresses. Isotactic polypropylene, iPP, fiber is used for some applications of this device, as examples, in stretching, rotation, and twisting modes. Interferograms and graphs are given for illustration.