基才磁性液体的艺术字展示装置研制

利用自行研制的磁性液体进行艺术字字模、展示台、磁铁升降系统、电动机传动装置、电气控制部分等的设计和加工,并且利用磁性液体场致界面不稳定性,研制出磁性液体艺术字展示装置。将该装置接通电源后,在磁场作用下4个艺术汉字将依次瞬间动态呈现。在呈现过程中,磁性液体逐渐突起的尖峰个数、高度、间距均与永磁场之间存在规律性的变化,这种变化规律将启示观察者进一步研究神奇液体材料的结构组成,为深入研究场致磁性液体界面不稳定性奠定基础。     

基于纳米磁性液体磁特性的演示试验研究

根据纳米磁性液体在外加磁场条件下的磁场可视特性,搭建了纳米磁性液体磁特性的演示试验装置。利用此试验装置,可演示纳米磁性液体在圆锥螺旋塔下的形状变化及运动变化,圆锥螺旋塔周围的磁场强度变化导致了这种变化和运动,而这种变化和运动又可以反映圆锥螺旋塔周围的大致磁场空间分布。从物理学角度,定性地分析了这种变化和运动。该演示试验能够激发学生深入研究相关知识的兴趣,对于提高学生学习相关科学文化知识的热情有重要作用。     

磁场强化磁性液体自然对流传热的实验测量

磁场能强化磁性液体的自然对流传热。为了准确测量磁场对磁性液体强化自然对流传热的贡献,设计制作了一个由均匀磁场和均匀梯度磁场矢量叠加合成的新磁场。在恒定温度梯度下,新磁场使磁性液体各处密度变化均等,各处自然对流传热变化均等。从而比较准确地测量了磁场引起的磁性液体自然对流传热系数的变化,为深入研究磁场强化磁性液体自然对流传热的效应提供了比较准确的测量手段。     

基于磁场分割的磁导计算与磁路设计

由磁路基尔霍夫第二定律出发，结合一个典型磁路，依据磁场分割的原则与方法，将磁路的气隙磁场分割为几个不同形状的柱形磁通管，并给出了这几种磁通管磁导的计算方法，从而得出磁路整个气隙的磁导。最后以有限元方法进行分析验证，说明用该方法计算磁导较为准确，为磁路设计提供了工具。     

磁性液体中纳米颗粒分散稳定性及外加磁场下的摩擦学性能研究

为研究磁性液体在磁场中的润滑性能,将制备的油酸修饰的纳米Fe3O4磁性颗粒分散于聚α-烯烃合成油中,制备了含纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油基磁性液体;在高速离心机上考察了磁性液体的分散稳定性,在改造的环块摩擦磨损试验机上评价了不同外加磁场强度下的磁性液体抗磨减摩性能.结果表明:所制备的磁性液体分散稳定;外加磁场提高了磁性液体的抗磨减摩性能,随着外加磁场强度的增加,磁性液体的抗磨减摩性能明显提高.     

背向串联式磁性液体密封聚磁结构特性分析

背向串联式磁性液体密封的聚磁结构中有多个永磁环和极靴环交替相间排列,且相邻永磁环的极性彼此相反。采用ANSYS有限元软件对背向串联式磁性液体密封聚磁结构特性进行数值分析,分析永磁环厚度、极靴环厚度、密封间隙大小以及叠层环径向宽度等结构参数对密封间隙路径上的磁通密度分布特性的影响。结果表明,背向串联式磁性液体密封聚磁结构可以在相对有限的结构空间内,在其密封间隙路径上较好地形成强弱相间的周期性变化磁通密度分布;但是密封间隙路径上周期性出现的弱磁场区域内存在局部强磁场,不利于提高密封性能和结构紧凑性。     

磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算

磁性联轴器的结构参数、磁场情况关系到传递磁转矩的能力、磁力泵机组的效率和可靠性,因此有必要对磁性联轴器的内外磁钢转角、磁极数、轭铁厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,采用ANSYS软件,探讨磁力泵磁性联轴器的磁场分布及其磁转矩的影响因素。通过磁场分析、建模,对其永磁磁场进行数值计算,结合实例计算出内外磁转子不同转角时的磁力线分布及其磁转矩、气隙内磁感应强度。分别研究在不同磁极、不同轭铁厚度时的磁场分布情况及不同气隙时的转矩值。磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算具有重要的理论和实际应用价值。     

纳米磁性液体在工业上的应用研究

首先对纳米磁性液体进行了概述,然后在此基础上对纳米磁性液体的工业应用进行了研究和探讨.     

基于导磁粉末的夹持系统研究

针对整体结构件在加工时装夹精度不高的问题,提出了一种基于导磁粉末的夹持系统。介绍了该夹持系统夹持工件的基本原理,并将其与磁力吸盘相比较,从夹持原理上分析了该夹持系统的优越性。利用有限元软件对这两种夹持方法进行了二维建模,定性地分析了工件周围的磁场分布。从理论上分析了不同磁性的工件在基于导磁粉末的夹持系统中的夹持力产生机理,通过实验测定了在相同激磁装置下这两种夹持系统对磁性工件的水平和垂直夹持力,并利用有限元分析软件分析了工件在这两种夹持系统下的最大变形量。研究结果表明,基于导磁粉末的夹持系统对于不同磁性的工件均能可靠地夹持,磁力线经过导磁粉末形成回路,使得工件的变形量更小;基于导磁粉末的夹持系统比磁力吸盘更加优越,更易于实现工业自动化。     

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

针对一台14对极21个调磁极片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用Matlab软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。     

磁场产生器的三维磁场计算及优化设计

用ANSYS软件对不规则模型的磁场产生器进行三维静磁场计算，阐述了在漏磁不能忽略的情况下磁场产生器的磁场计算过程，分析影响漏磁大小的主要因素并说明其原因，重点讨论了空气隙的大小对漏磁的影响。利用ANSYS软件优化设计方法对模型尺寸进行优化。     

磁场作用下磁流体粘度特性的研究

采用自制的试验设备研究了磁流体的粘度与外加磁场及温度的关系。结果表明：磁流体的粘度随温度的增加而减小;当环境温度一定时,在磁场的作用下磁流体的粘度会增加,粘度的大小与磁场作用的时间有关;磁场作用达到一定时间后,磁流体的粘度达到稳定;随着磁场的增加,磁流体的粘度增加,当磁场达到一定强度后粘度不再增加。     

磁流体在磁场中的粘度测试研究

针对磁流体在磁场中粘度测试的特殊性,研制了一种新型的旋转法磁流体粘度测试实验台,该实验台可通过测试带动工作气隙内磁流体作旋转剪切运动所需的力矩来推算得出磁流体的粘度,满足磁流体在磁场中的粘度测试要求。利用所设计的实验台对矿物油基Fe3O4磁流体的粘度进行了测试,研究了外加磁场、温度及磁流体中磁性颗粒含量对其粘度的影响规律。结果表明:磁流体的粘度随着外加磁场强度的增加而增大,当磁场强度增大到一定程度时,其粘度变化逐渐趋缓;随着温度的升高,磁流体的粘度呈不断下降趋势,在有外加磁场作用情况下,其粘度下降的幅度要远大于无外加磁场作用的情况;随着磁流体中所含磁性颗粒质量分数的增加,其粘度逐渐增大,当磁性颗粒质量分数小于30%时,粘度增加缓慢,但当质量分数超过30%以后,粘度则急剧增大。     

微血管中磁性药物纳米粒子输运磁场分布的研究

磁场是磁性药物纳米粒子在微血管中输运的主要驱动力。在磁性药物靶向治疗系统中,磁粒子在磁场中被磁化,外磁场将对其产生吸引力,使其向磁场范围运动;同时被磁化的磁粒子之间将产生有效偶极子场,即附加磁场。考虑外磁场以及附加磁场的作用,推导出外磁场、附加磁场、外磁场力和附加磁场力的方程,通过数值模拟分析,讨论了磁场和磁力在微血管中的分布规律以及外磁介质参数对磁场强度和磁力的影响作用。研究结果显示,圆柱型永磁体能够产生较合适磁场强度和磁场梯度,以获得理想的靶向效果。     

典型磁流体密封结构磁场有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件进行了较大密封间隙的典型三极齿磁流体密封结构的磁场有限元分析，并将密封间隙的磁通密度分布分为轴向和径向分别进行分析和讨论，结果表明：在靠近导磁轴的一侧，中间极齿附近磁通密度差值远小于靠近极齿侧的差值；同时密封间隙处存在显著的、会造成磁性液体纳米粒子浓度梯度分布的径向磁通密度梯度。这两个效应使靠近导磁轴一侧的区域成为密封截面上最薄弱环节，是造成较大密封间隙的磁流体密封性能下降的主要原因。     

磁场中磁流体粘度测试系统的实现

介绍了一种磁流体粘度测试系统，可用于研究磁流体动密封磁场对磁流体粘度的影响。在该系统中驱动外筒的电机转速的变化与填充在固定内筒和外筒之间的磁流体粘度成反比，而模拟磁流体动密封运行工况的磁路则提供了定量的可变的外磁场，另外基于外推法的温度测量方案可精确地对测试时的温度进行控制，最后使用标准液体标定的结果表明其相对误差小于0．83%。     

磁流体动压润滑非接触式机械密封中的磁场分析

为研究磁流体润滑非接触式机械密封的磁场特性,运用Ansoft Maxwell数值模拟磁流体膜和密封环组成的密封系统的磁场强度和磁感应强度,分析磁流体膜厚和电流强度对磁场强度和磁感应强度的影响,用最小二乘法拟合磁流体膜的磁感应强度和电流强度的关系式。结果表明：磁感线在密封系统中形成了完整的“O”形回路,磁流体膜中的磁场强度最大,磁感线在磁流体膜中分布均匀,且垂直穿过磁流体膜;当电流强度恒定时,磁流体膜中的磁感应强度和磁场强度沿厚度方向可视为常数;随着电流强度的增加,磁流体膜的磁感应强度和磁场强度均增加。