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。     

风动环形发电机用永磁体研究

根据风动环形发电机的特殊要求，分析了各种永磁材料的性能，选择出适合的永磁材料，并在磁路分析的基础上进行了永磁体结构参数计算。     

新型爬壁机器人磁吸附单元优化设计

为满足爬壁机器人负载能力和运动灵活性的要求,提出了一种新型变磁力吸附单元机构。首先介绍了机构的构型并建立了三维磁场模型,然后基于有限元方法对新型磁吸附单元的磁场进行了分析,得到了其磁感应强度分布和磁吸附力。运用ANSYS的APDL参数技术对吸附单元参数进行了优化,分析得出优化原则。通过与传统H形磁吸附机构性能参数仿真比较,表明新型结构具有永磁利用率高、最大最小吸附力比值大、自重轻而负载能力强的特点。实验验证了优化结果的准确性,为设计爬壁机器人磁吸附机构提供了依据。     

伺服阀用超磁致伸缩转换器驱动磁场的数值计算

介绍了利用国产超磁致伸缩材料( GMM)的电一机械转换器(GMA)工作原理,分析了GMA的驱动形式和磁路构成。在建立超磁致伸缩转换器的轴对称磁场数学模型的基础上,利用有限元方法对磁场进行数值计算,得到了不同输入电流时磁场分布和磁感应强度沿轴线的变化规律。实测了GMA不同输入电流时的磁感应强度,与有限元计算结果对比分析可以看出,两者虽有差异但基本相同,还论证了数学模型的正确性。研究结果对GMA磁场分布规律的预测及结构优化设计提供了理论依据。     

脉冲磁流体发电机的强磁场研究

针对脉冲磁流体发电机发电通道对均匀强磁场的特殊要求,提出了一种适合于在大空间内添加软铁的双磁回路聚磁结构设计方案.应用Maxwell 2D/3D软件计算了空间区域内的磁感应强度,研究了诸因素对磁感应强度和磁场均匀度的影响.结果表明:软铁能够显著提高空间内磁感应强度和磁场均匀度,较不含软铁的方案2者分别提高21.4％和2...     

超磁致伸缩激振器的优化设计及应用分析

为优化超磁致伸缩激振器的工作特性,对激振器的磁路结构进行研究和设计,得到了相应的结构参数。结合麦克斯韦电磁学理论建立激振器磁路的有限元模型与动态数学模型,分析导磁体和等效质量对激振器磁路结构和输出特性的影响,得出该激振器相应的设计方案。应用数据分析表明,用此激振器搭建的振动时效平台能够满足时效工件对激振源的要求。     

磁后坐发电机磁场的有限元分析

在磁后坐发电机的工程设计中,主要通过磁路解析法计算初始位置线圈磁通来估算空载电压,大量的直接近似处理使得最终计算结果误差较大.为此,引入有限元法对磁后坐发电机的二维轴对称瞬态磁场进行场路耦合分析.运用有限元分析软件Ansoft进行仿真,输出电压与对应试验结果对比误差较小,说明有限元法用于磁后坐发电机工程计算,精度较高,并且能得到工作中的瞬态信息,可以代替以前的方法.     

力平衡加速度表力矩器结构优化设计

采用有限元分析软件ANSYS计算了力平衡加速度表非轴对称磁路结构中的通电线圈所受电磁力的大小及分布情况,并将合力作用点位置与摆组件的质心位置作了比较,提出一种改进磁轭结构尺寸以送还上这两点位置偏差的方法,同时,还利用ANSYS软件的优化计算功能,对磁路结构中的磁钢与磁极帽高度之比作了优化计算。     

气流谐振发电机的计算流体动力学仿真方法

气流谐振发电机作为一种引信电源在国外已经应用于多种型号引信,而在我国现有的实验方法和设备不能满足对气流谐振发电机进一步研究的要求。针对此问题,将计算流体动力学(CFD)方法引入气流谐振发电机分析。该方法与一般计算流体动力学仿真的不同点是:采用结构化网格,假设膜片在气流谐振发电机工作过程中始终是静止的,并对模型进行了简化处理,定义了时间步长。采用此方法对不同入口压力条件下气流谐振发电机的工作状况进行的仿真与理论分析和实验结果相吻合,而且本方法可以对局部和总体的不同时间的流场进行细致描述,这是实验方法不能实现的。     

超磁致伸缩驱动器磁路优化设计

提高超磁致伸缩驱动器(GMA)驱动效率的关键环节是建立优化的驱动器磁路。基于超磁致伸缩材料(GMM)轴向上的简化压磁方程,得出轴向应变S33与磁通量密度B3的关系;并根据磁路定理讨论磁路结构和材料磁导率对磁场的影响;应用有限元方法对开磁路和闭合磁路的磁场进行分析,得出磁路优化设计的方法。     

基于ANSYS的位标器陀螺磁路分析

位标器陀螺磁路设计的好坏将直接影响陀螺的跟踪速度等诸多性能。某型号位标器陀螺的磁路在忽略各种漏磁的情况下，可以得到一个接近于最佳工作点的理论值。实际上ANSYS软件对磁路的三维数值仿真表明。该磁路设计并非最佳，工作磁场要比理论值低许多。给出了磁路的一种改进方案，并取得了较好的效果。     

考虑电枢与导轨实际接触状态的电磁轨道炮膛内磁场分析

针对电枢与导轨(简称枢轨)实际接触条件下电磁轨道炮膛内磁场研究缺乏的问题,从小口径C型电枢轨道炮出发,根据静止状态下枢轨实际接触产生的电枢电流密度分布,利用数值计算和有限元仿真对电枢前端中轴线上各考察点磁通密度进行分析,结果与试验值基本吻合。在此基础上,利用模化方法,对电枢运动条件下轨道炮膛内磁场分布特性进行了分析,结果表明：在满足一定相似关系的基础上,可以实现不同口径轨道炮电枢速度和膛内磁场的近似模化;各考察点峰值磁通密度随着与电枢距离的增加而迅速衰减,距离电枢曲率圆心2倍口径考察点的磁通密度仅为1倍口径点的27.4%左右;研究结果有助于智能弹药的电磁屏蔽设计。     

齿形线圈励磁的新型电涡流缓速器电磁特性

针对重载车辆用快响应、易控电涡流缓速器功率密度低的问题,提出一种利用轴向凸起的齿形线圈构建三维磁路,并通过过励磁设计抑制去磁效应的新型电涡流缓速器。应用有限元技术,建立新型高能电缓与传统端面磁路、轴面磁路电缓稳态、似稳态电磁场计算模型,分析新型电缓的磁路、气隙磁密、电涡流分布和过励磁制动特性。结果表明,新型电缓电涡流分布在转子内表面整个轴向空间内,当转速小于3 500 r/min时,其制动扭矩明显高于另两种传统电缓,且过励磁设计能够有效提升新型电缓的制动性能,线圈电流密度提高至3倍时,制动扭矩增加0.65倍,能够为车辆紧急制动提供瞬时大扭矩,使车辆制动距离缩短30%。     

弹载爆磁压缩发生器动态电感的计算

动态电感在弹载爆磁压缩发生器的设计计算中具有举足轻重的地位。为了解决动态电感的计算问题,将镜像电流模型运用到了某弹载爆磁压缩发生器的电路参数计算中,并进行了详细的推导,编写了一个弹载爆磁压缩发生器动态电感的数值计算程序。代入设计数据计算后,获得了电感变化曲线,分析得出了发生器运行过程中电感变化的阶段性特点,为下步优化设计及试验提供了依据。     

永磁式电磁阻尼器磁性能解析计算及阻尼特性分析

Halbach永磁阵列作为一种新型的永磁体排列形式,以其优异的磁场利用率和自屏蔽性能逐渐受到广泛关注,以该永磁阵列为结构基础的电磁阻尼器相较于其他的结构形式表现出更好地磁场性能。以Halbach永磁阵列电磁阻尼器为研究对象,分析它的阻尼特性。首先根据阻尼器的结构形式建立了相应的数学分析模型,并利用分层理论对其进行了解析推导,同时建立有限元模型,并进行了互相印证。计算结果表明,初级与次级相对速度到达临界速度值时电磁阻尼力最大,若相对速度继续增大电磁阻尼力反而减小。通过引入火炮后坐运动方程,分析强冲击载荷下电磁阻尼器的电磁阻尼力、后坐速度和后坐位移规律,确保在后坐过程中后坐速度不超过临界速度。通过有限元法研究了不同气隙宽度和内筒厚度对电磁阻尼力的影响,结果表明电磁阻尼力随着气隙宽度的增大而减小,内筒厚度过大会导致电磁阻尼力曲线呈现出“马鞍”型。合理地选择结构参数能够避免退磁现象,确保所设计的电磁阻尼器能够满足使用要求,为电磁阻尼器的设计提供了参考。     

基于矢量磁力仪阵列的水下磁性目标警戒系统

为提高水下磁性目标的预警成功率,设计一种基于阵列矢量磁力仪的磁性目标探测方法.按照理论推导与仿真相结合的方式,对阵列坐标系下磁性目标磁异常信号特征进行分析,推导目标距离计算方法,以某典型磁性目标为探测对象,对目标运动磁异常特征进行仿真,得出阵列间距与探测距离的关系.仿真结果表明:该设计具有一定的实用性,可为后续特定海区的水下磁性目标预警提供参考.     

螺线型爆磁压缩发生器工程计算

根据发生器的等效电路模型,建立了单级爆磁压缩发生器运行时的电路方程;建立了接触磁通损失模型并推导了磁通损失等效电阻计算公式。根据电路方程和发生器电阻、电感和磁通损失等效电阻的计算公式编制了一个计算程序,利用该程序对文献介绍的某分段变螺距的圆柱型爆磁压缩发生器进行了计算,结果表明,该计算程序能很好地预测发生器的性能并验证接触磁通损失模型的可行性。