四电极电磁流量计磁场分布特性数值模拟

文章开展了四电极电磁流量计磁场分布数值模拟研究工作.采用有限元分析方法计算了四电极电磁流量计磁场分布特性,考察了四电极电磁流量计权重函数分布.分析了仪器偏心、流体磁导率对磁场分布影响.为正确理解注聚井中四电极电磁流量计测量响应特性提供了理论分析基础,指出了采用有限元技术是分析电磁流量计测量特性的较好途径.     

电磁胀形管坯所受磁压力的瞬态分布

管坯所受磁压力的准确求解是电磁成形变形分析,优化成形系统工艺参数的基础.通过ANSYS/EMAG软件,用远场单元来说明磁场在远场区间的耗散问题,对电磁胀形时作用在管坯上的磁压力进行准确计算.在线圈长度一定的条件下,讨论了管坯尺寸对磁压力瞬态分布和磁场扩散的影响,并根据管坯端部径向磁压力和中部径向磁压力的比值,提出以磁压力分布不均匀系数来反映磁场不均匀分布的程度.计算结果表明:当管坯和线圈的相对长度大于1时,管坯上与线圈等高处承受轴向拉应力,磁场扩散现象不严重;当相对长度小于0.92时,管坯端部承受轴向压应力,磁场扩散现象严重,相对长度0.92时为电磁胀形均匀成形的条件.     

电磁胀形磁场力的有限元分析

研究电磁胀形过程中工件受到的磁压力沿长度方向和厚度方向的分布是工件变形分析的基础。采用有限元方法对电磁胀形过程中作用工件上的磁场力进行了数值模拟。在磁场特性理论分析的基础上确立了模型的边界条件，得到了磁场力沿工件长度和厚度方向的分布规律。模拟结果与测量值基本吻和。     

载流金属材料裂纹尖端电磁应力的数值模拟

用数值模拟方法研究了金属裂纹尖端电磁应力的分布情况,给出了电流分布、磁场分布和电磁应力的分布.模拟结果表明,金属材料裂纹尖端受的电磁应力是最大的,并且这个力的大小随着电流密度的增加而增大,裂纹尖端的电磁力指向金属的内部.通过具体算例表明,在金属能承受的电流密度下,金属材料裂纹尖端的电磁应力约能达到1MPa的数量级.因此,在研究电磁场处理金属裂纹时,不能忽略电磁应力.     

截面变化对钢丝束标样电磁特性的影响

标样是钢丝绳电磁探伤方法评估中的关键部分,其配置是否合理直接关系到评估的有效性和可靠性.ASTM E1571推荐使用钢丝束标样替代钢丝绳标样,但是该标准只给出了一般性的规定,对于钢丝在钢丝束中如何配置缺乏具体的描述.基于有限元方法建立钢丝束的电磁探伤模型,研究截面变化对平行钢丝束标样电磁检测特性的影响.首先改变钢丝在钢丝束中的分布,分析钢丝分布对磁场的影响;其次改变钢管壁厚,分析壁厚变化对磁场的影响.研究表明,钢丝分布和钢管的壁厚变化对钢丝束的磁场均会产生影响,在选择和配置钢丝束标样时需要考虑钢丝分布和钢管壁厚变化.     

油田采出液电磁聚结预处理技术研究

随着油田主力油区含水量的增加,油水沉降分离更加困难,常规的电化学二段脱水装置已经很难达到原油外输指标的要求.应用粒度测试仪,在不同时间内通过对W/O型乳状液电一磁场作用下乳状液的聚结前后水珠分布及粒径的大小变化进行了测量和分析,得到了电场和磁场联合破乳的优势.研究出了小型电磁聚结器,完成了室内实验,现场实验也取得了显著的成果.     

热顶电磁成型系统磁场的实验与数值模拟

根据电磁场理论,建立了热顶-电磁连铸成型系统的物理和数学模型,用小线圈法实测了不同电源功率时系统内的磁场强度,用有限元软件数值模拟了感应线圈高度、结晶器高度、热顶结构等对成型系统内磁感应强度和分布的影响,结果表明:1)降低结晶器高度使系统内磁感应强度增强,但不十分明显;2)感应线圈的高度对系统内磁场影响显著,采用20mm线圈较40mm线圈的磁感应强度提高约85%;3)有载时的模拟结果显示,系统内的磁场呈现更明显的趋肤效应;热顶结构对磁场的强度和分布规律无明显的影响.研究结果表明热顶电磁连铸法将有利于提高电源效率和稳定液柱高度,改善铸坯的内外部质量.     

管内移动机器人定位技术与定位系统优化研究

研究了管内移动机器人的管外定位技术,采用甚低频电磁脉冲突破了金属管壁对电磁信号的屏蔽作用,实现了管道内外的信息传达。建立了地下管道环境中甚低频电磁场的分布模型,并分析了环境几何参数、电磁参数及发射频率对管外检测信号强度的影响。将甚低频电磁发射系统简化为磁偶极子模型,基于传感器阵的信号检测及磁场反演计算方法,实现了管道机器人的位置跟踪与准确定位。提出了发射线圈结构的优化设计方法,有效降低了采用磁偶极子磁场替代发射线圈磁场的相对误差。通过现场实验验证了甚低频电磁脉冲的穿透性能和定位技术的有效性。     

基于有限元的异步电机电磁振动分析

电机的电磁振动是电机电磁场与机械结构耦合的结果,要研究电机的电磁振动,需要将电机的电磁场和结构振动分析结合起来。通过有限元软件,采用一种弱磁-固耦合的方法,对异步电机的电磁振动特性进行分析。首先利用ANSOFT有限元软件建立异步电机的二维有限元模型,计算电机的瞬态电磁场,得到电机在给定转速稳态运行状态下的磁场分布和作用在定子上时变的电磁力;其次用ANSYS有限元软件建立异步电机结构的三维有限元模型,将ANSOFT软件得到的时变电磁力进行频谱分析并校正,然后施加到电机上,计算出电机结构的电磁振动响应。基于对电机电磁振动特性的分析,可以对电机的电磁参数和结构进行改进和优化设计,以降低电机的电磁振动     

旋转半无限大体广义电磁热弹性耦合的二维问题

基于广义热弹性理论,研究了热和电可导的旋转半无限大体在其表面受随时间变化的热作用的广义电磁热弹性耦合的二维问题。半无限大体置于恒定的磁场中,受热作用产生膨胀变形,由于外加磁场的作用,介质中产生了感应的电场和感应的磁场。该文建立了电磁热弹性耦合的控制方程,利用正则模态法求解,得到了问题的解析解,并给出了各物理量的分布规律。可以看出,介质中呈现出电磁热弹耦合效应,由于旋转,位移和应力的幅值有很明显的降低,而旋转对温度和感应的磁场的影响不大。