基于ATILA的宽带超磁致伸缩纵振换能器设计

针对常用的水声换能器分析软件无法直接计算稀土超磁致伸缩换能器的问题,利用ATILA有限元软件的超磁致伸缩材料模块,直接在软件中建立模型并计算,设计了一个低频、宽带、大功率的超磁致伸缩纵振式换能器,并分析了换能器空气中的振动模态、阻抗特性及水中的发射性能.制作的换能器样机纵向振动谐振频率和前盖板弯曲振动谐振频率分别为2.5 kHz和6.6 kHz,在2～7 kHz的频带范围内,声源级不低于190 dB.同时将仿真结果与测试结果进行了比较,结果表明ATILA有限元软件的计算结果与换能器的测试结果吻合较好.     

交直流混杂环境下三相变压器绕组电磁-振动特性

交直流混杂使变压器产生偏磁效应，同时造成电流畸变、振动加剧等问题，严重危害变压器的安全稳定运行。文中针对三相变压器直流偏磁的绕组振动问题，研究其电磁与振动特性。建立电磁-振动模型，利用电磁-机械耦合原理循环迭代求解变压器电磁与振动参数，然后分析绕组电流与振动加速度的时-频域分布情况，研究电磁参数对绕组振动的影响，并总结其变化规律。最后搭建动模实验平台，测量实际绕组的电磁与振动参数，并与仿真数据进行对比，验证结论的正确性。     

车用永磁同步电机的结构振动分析

以某车用永磁同步电机为研究对象,使用HyperMesh软件建立其有限元模型并进行结构模态分析,使用Ansoft软件进行电磁径向力波仿真分析;将模态分析结果与径向力波仿真结果相比对,从磁固耦合角度对该驱动电机的振动噪声特性进行了分析.分析结果为车用电机的结构优化设计提供了依据.     

谐波激励下变压器振动特性分析

随着特高压直流输电以及晶闸管整流设备的全面发展,电力系统谐波出现并流入变电站,使变电站中电力变压器出现非正常工作状态,影响其稳定运行.谐波注入使变压器铁心硅钢片的磁特性包括磁化特性和磁致伸缩特性畸变,由于变压器铁心振动主要来源于交变磁场下硅钢片的磁致伸缩,因此谐波下磁致伸缩特性畸变会直接导致变压器振动特性异常.然而,对于这种谐波激励下变压器的异常振动特性,目前未见相关报道.本文在考虑磁致伸缩效应和麦克斯韦电磁应力的基础上,研究谐波入侵对变压器振动特性的影响.首先对叠加不同3次谐波磁场下取向硅钢片样片的磁化特性以及磁致伸缩特性进行测试;然后,根据测试数据建立单相变压器三维磁-机械耦合数值模型并进行空载下变压器振动仿真;根据仿真结果,分析谐波对变压器铁心应力分布、振动加速度及其频谱的影响,为分析变压器在谐波工况下振动特性奠定理论基础.     

电磁超材料增强无线电能传输效率研究

将电磁超材料应用于磁耦合谐振式无线电能传输系统的研究,通过电磁超材料理论和仿真研究比较了负折射介质、磁单负介质和非正定磁介质对电磁波的聚焦效应。设计一种各向异性的电磁超材料,并将该材料应用于磁耦合谐振无线电能传输系统的仿真和实验中,研究该电磁超材料对磁耦合无线电能传输系统传输效率的增强。     

磁场天线磁致伸缩噪声的仿真实验

拖曳天线的本地噪声决定了其接收深度及接收性能。建立了磁场天线的纵向振动模型，利用模态分析理论求得了纵向切变力作用下磁场天线的纵向振动响应，理论分析了纵向振动感应的磁致伸缩噪声产生机理，给出了磁致伸缩噪声计算公式，通过MATLAB得到了仿真结果。给出了水下接收天线电磁噪声的准确估计公式，对水下通信质量具有极大的促进作用。     

基于磁致伸缩效应的三相五柱变压器振动特性仿真与实验研究

为深入研究三相五柱变压器在直流偏磁条件下的振动特性,首先基于激光多普勒效应,对取向硅钢片磁-弹耦合特性进行测量,获得磁致伸缩曲线.其次提出适用于大型三相电力变压器的直流偏磁实验方案,将两台变压器相并联,并在中性点引入直流激励,测量变压器励磁和振动特性.基于磁-机械场的耦合理论进行有限元仿真,得到三相变压器铁心磁场和振动...     

低频电磁检测系统及其信号处理设计

针对锅炉、压力容器、高压管道等承压设备的铁磁性基体,易出现腐蚀、裂纹等损伤,存在极大的安全隐患这一问题,依据低频漏磁检测原理,通过软件立体建模及电磁检测仿真,采用基于霍尔元件的传感器与STM32F1微处理器的信号采样处理系统以及基于nRF24L01的无线通信模块,提出一种针对铁磁性材料缺陷的低频电磁检测及其信号处理系统。最终实验验证了该系统能够在10～200 Hz的频率范围内、磁感应强度在±10 mT范围内的低频电磁信号实现高精度检测,提升了漏磁无损探伤检测的准确度和效率。     

基于球面滚子机构的车辆座椅非线性悬架设计

线性座椅悬架低频隔振能力差,为提高非公路车辆的振动舒适性,基于球面滚子机构设计了座椅非线性悬架,建立了主要设计参数与其力-位移特性间关系的数学模型,进而确定了悬架的主要设计参数。基于ADAMS软件和试验方法,测试了悬架的力-位移特性和振动传递率特性。结果表明:所设计的悬架具有高静态刚度和低动态刚度,最低的隔振频率低于传统的线性座椅悬架。但是,悬架的内摩擦对其低频隔振性能影响较大,需要关注。     

低功耗耐高压双向线性力马达静态力特性研究

针对电液伺服阀和比例阀电 机械转换器能耗较大的不足,研制了一种低功耗、耐高压双向线性力马达.该力马达基于永磁极化磁通与线圈控制磁通差动控制的工作原理,通过梯形极靴及凹槽等结构设计克服了位移 力特性的非线性,减小了非工作气隙,提高了电磁转换效率.通过建立有限元模型,仿真分析了该力马达在不同激励电流和位置下的磁场分布,探讨了该力马达的位移 力输出特性成因及特性。仿真结果与实验结果吻合,表明该力马达具有正磁弹簧刚度的位移 力特性、良好的线性度、较小的滞环和较低的功耗。