差动自感式磁流变阻尼器绕线缸体对磁场特性的影响分析北大核心

针对差动自感式磁流变阻尼器中的绕线缸体结构参数对阻尼器工作磁场和感应磁场的影响进行电磁场有限元仿真分析。通过横向对比由导磁材料和不导磁材料制成的绕线缸体应用不同结构参数所产生的磁场强度和感应电动势,得到材料参数、结构参数与磁场的关系。分析结果表明:随着缸体厚度增加,工作磁场强度最大值降低,但在导磁材料缸体中的平均磁场强度明显提高;绕线区深度增加会显著提高感应电动势幅值,但会显著降低最大磁场强度、削弱磁化能力。根据以上结论,可分别从满足磁化强度要求及满足感应电动势幅值需求两方面入手,优化差动自感式磁流变阻尼器绕线缸体结构参数,达到满足预期条件的目的。     

线圈法漏磁探伤的信号特性分析

由标量磁位计算圆柱形点缺陷的漏磁场，然后计算穿过式线圈及旋转式线圈探测点缺陷的漏磁场产生的感应电动势，分析这些检测信号的特性并得出相应的结论。     

管道补板漏磁检测信号的研究

根据漏磁检测的原理,研究了漏磁检测有限元动态分析理论的计算公式,建立了有限元动态仿真模型,从有限元分析和试验研究的角度对管道缺陷及补板的漏磁场分布特征进行研究。在有限元分析模型中,分别从管道的径向和轴向研究了缺陷漏磁场和管道补板漏磁场的分布,并绘制了漏磁场分布曲线。搭建了管道漏磁内检测试验平台,对不同尺寸人工缺陷和补板漏磁场的径向分布特征进行了研究。仿真分析和试验结果表明,虽然在漏磁检测过程中,管道补板的漏磁场与缺陷漏磁场的分布规律相似,容易造成混淆,但可以通过正负峰值出现的顺序来判定缺陷与补板产生的漏磁信号。     

涡流效应对脉冲漏磁检测信号的影响

为了研究脉冲漏磁检测中涡流效应对漏磁信号的影响,应用有限元分析软件建立了脉冲漏磁检测仿真模型,对被测样本内磁场与涡流分布随时间变化的情况进行了分析,进而研究了基于不同激励电压和磁芯磁导率仿真模型的漏磁信号波形。仿真结果表明,当磁场激励较小时,漏磁信号在脉冲激励电压的上升阶段存在过冲现象,随后达到稳态。搭建了检测平台进行检测试验,检测结果与仿真结果相一致,研究表明在缺陷检测中应用检测信号峰值特征评估缺陷深度的方法具有更高的精度。     

电磁无损检测与数值计算：第二讲漏磁检测中的有限元分析

漏磁检测适用于检测磁性材料及其制件。磁场磁化这类零件或材料时,在有缺损,如裂纹或其它物理的磁的表面不连续之处,便会有磁力线逸出,即产生漏磁,引起磁场分布的变化。漏磁场与缺损之间存在着一定的对应关系,漏磁场的强弱、分布特征与缺损的大小、性质和形态有关。漏磁场的探测,或用磁粉显示,或用磁探针,如线圈、磁敏器件等,或用录磁法(用特殊的磁带记录后再现),无论哪种方法,核心问题:一是如何产生对缺损敏感的漏磁场;二是漏磁检测缺损响应特征。近年来,已有不少关于应用场的数值计算进行漏磁检测研究的报道,包括漏磁检测中缺陷响应特征规律和探头设计等。作为一个应用例子,本专题介绍蒸汽发生器管道漏磁检测探头(又称变磁阻探头)设计中有限     

关于磁记忆检测机理的分析与讨论

从铁磁性材料的基本特性出发,利用热力学准则和磁致伸缩方程,研究了金属磁记忆检测技术的原理和激发磁记忆的条件,分析了漏磁场的形成原因及其分布规律,讨论了应力、极化场和材料性能对磁记忆现象的不同影响,解释了地磁场的作用和漏磁场垂直分量过零点的物理原因,提出了从磁记忆磁场中提取缺陷或潜在缺陷信息的方法,强调了磁场分布的相对差别或相对变化对磁记忆检测的重要性。     

储罐罐底板漏磁检测仪的研制

在研究漏磁场原理的基础上，设计了一种罐底板漏磁检测仪。该仪器对罐底板的检测不受表面油污和其它非导磁材料影响，具有速度快、性能可靠、操作方便等特点，是全面检测整个罐底板的有效手段。     

有限元方法在管道外漏磁检测中的应用

管道漏磁检测及其缺陷漏磁场的仿真技术研究具有十分重要的意义。在对各种漏磁场计算方法进行比较之后,选择了有限元法作为主要研究工具。叙述了漏磁检测的基本原理,介绍了漏磁管道检测装置的工作原理和基本结构,建立了管道漏磁检测中缺陷漏磁场计算的三维有限元模型,并以此为基础分别研究了缺陷漏磁信号特点、缺陷的几何尺寸与漏磁信号的关系、以及材料壁厚等对漏磁信号的影响等问题。通过对多磁化单元结构进行有限元模拟和试验仿真,发现多个磁化单元会造成磁场的叠加,磁化单元数量的增加会使缺陷处漏磁场增强,并且中间磁化单位的增加量要大于两侧。缺陷的几何尺寸影响漏磁场的分布,在一定缺陷直径范围内,缺陷深度与漏磁场信号强度呈近似线性关系。无论被测管道壁厚如何变化,相同几何参数的缺陷漏磁场轴向分量变化趋势仍然相同。适当选取提离值,将有助于获得良好的漏磁场信号。     

脉冲漏磁检测中的涡流效应

为了解脉冲漏磁检测中涡流效应的特点,奠定进一步分析脉冲漏磁检测信号的基础,建立了脉冲漏磁检测的有限元仿真模型,观察了检测中瞬态磁场和感生涡流的分布,分析了感生涡流特征量的特点及影响因素。结果表明,脉冲漏磁检测中,瞬态磁场和感生涡流总体上符合集肤效应并相互影响,其中感生涡流具有渗透深度浅、感应强度大的特点,涡流密度峰值时间在深度方向上有较强的分辨率。电导率和磁导率影响感生涡流的渗透深度和密度峰值时间在深度方向上的分辨率;脉冲激励上升时间常数只影响感生涡流的渗透深度,而和密度峰值时间在深度方向上的分辨率无关。     

三轴漏磁缺陷检测技术

针对轴向裂纹等管道缺陷类型的检测,基于漏磁检测原理,研究了三轴漏磁管道缺陷检测技术.通过对缺陷漏磁矢量场的研究,将漏磁场分为轴向、径向和周向三个分量.利用ANSYS仿真软件,建立励磁系统模型,仿真出三维磁场磁通密度矢量分布图,模拟缺陷漏磁场分布.研制实验平台,采用霍尔传感器制成三轴漏磁检测探头,检测出漏磁场三个方向的漏磁信号.结果表明,三轴漏磁缺陷检测技术可以反映较多缺陷信息,有助于检测特殊类型缺陷.     

Effect of mould material on aluminum alloy ingot quality under low frequency electromagnetic casting

F or a semi-continuous aluminum casting process, it is essential to supply high quality aluminum alloy ingot without internal and outside defects. The use of electromagnetic fields to control the size and shape of grains has become one of the most promising methods [1-5] in many engineering applications and tends to be widespread in industries. The application of electromagnetic casting (EMC) technique for improving products quality has attracted a great deal of attention in recent years, and…     

Modeling and Experimental Research of Four-Strand Low-Frequency Electromagnetic Casting Aluminum Alloy

With the aid of ANSYS software, the effect of different mould external part materials on magnetic flux density in the aluminum melt and magnetic field interaction of four coils applied with same currents were investigated. Calculating results showed that magnetic flux density in the aluminum melt was greatly improved and the magnetic field interaction among different coils was decreased when external part of mould is made of soft magnetic material. Based on the finding, a four-strand low-frequency electromagnetic casting 6063 aluminum alloy experiment was carried out in the laboratory. The experiment showed that the surface of the billet was smooth and had no exudations and cold shuts, the as-cast microstructures were fine, uniform, equiaxed, net-globular or globular under low-frequency electromagnetic field. The microstructure becomes finer with increased current value.     

单一成分活性剂对铝合金作用效果的研究

活性化TIG(A-TIG)焊已成为近年来的研究热点,但主要集中在不锈钢和钛合金两种材料,在铝合金中的应用较少.针对铝合金A-TIG焊进行了初步的研究和探索,选择四种单一成分的活性剂,采用表面两侧涂敷方式,通过2A14铝合金的平板堆焊实验,研究了在相同规范下不同活性剂对焊缝熔深、焊缝成形、气孔和微观组织的影响.实验结果表...     

Modeling and simulation of cylindrical electro-chemical magnetic abrasive machining of AISI-420 magnetic steel

The objective of the present research is to simulate cylindrical electro-chemical magnetic abrasive machining (C-EMAM) process for magnetic stainless steel (AISI-420). C-EMAM is a new hybrid machining process used for high efficiency finishing of cylindrical jobs made of advanced engineering materials. The material is removed from the workpiece surface due to simultaneous effect of abrasion and electrochemical dissolution. Finite element method is used to calculate the distribution of magnetic field between the magnetic poles in which cylindrical shaped workpiece is placed. The cutting forces responsible for abrasion are calculated from the magnetic forces due to gradient of magnetic field in the working gap. The effect of electrochemical dissolution and abrasion-assisted dissolution are incorporated into the C-EMAM process model using empirical relation for average anodic current. The empirical relation is correlated with the input parameters in the present system based on experimental results. Finally a surface roughness model is developed by considering total volume of material removed with the assumption of triangular surface profile. The simulation results for material removal and surface roughness are validated using experimental results. The simulated results agree with experimental observations.     

CXY稀土永磁摇摆磁系筒式磁选机的研制

CXY·稀土永磁摇摆磁系筒式磁选机是采用高性能钕铁硼永磁材料制作而成 ,开放式磁路设计 ,磁系摇摆 ,滚筒表面磁感应强度 0 .3～ 0 .8T。采用不锈钢滚筒输送物料、磁体不磨损 ,尤其适宜铁含量比较高的非金属矿物的提纯。本文着重介绍了该设备的结构技术特性及试验应用情况。     

脉冲漏磁检测管道技术的有限元分析

漏磁检测方法作为一种无损检测技术广泛应用于钢材等的检测。分析了脉冲漏磁检测原理,提出了脉冲交流磁化方式。采用有限元法对系统参数变化等影响缺陷漏磁场分布因素进行了仿真计算,分析了提离、缺陷深度及宽度等变化对脉冲漏磁检测结果的影响。结果表明在较大提离情况下,脉冲漏磁检测方法具有可提取较多检测信息、输出电压幅值高的优点,在钢管的缺陷检测中将有广阔的应用前景。     

电磁搅拌法制备半固态浆料过程中电磁场的数值模拟

建立了电磁搅拌法制备半固态金属浆料电磁场的计算模型,采用商用ANSYS软件对电磁场分布进行了数值模拟,分析了线圈和坩埚间的缝隙、坩埚材质、电流和频率对磁感应强度的影响规律,并进行了相应的试验验证.研究结果表明,电磁场模拟结果与试验结果具有较好的一致性,验证了计算模型与软件算法的可行性.在电磁力的作用下,铝合金熔体在水平方向上产生旋转运动,由于感应电流的集肤效应,合金熔体中的电磁力由外向内依次减小;磁感应强度随频率的增大而依次减小,随电流的增大而依次增大;在选用不锈钢坩埚,坩埚和线圈间缝隙为5 mm时可以使铝合金熔体获得的磁感应强度最大;在电流为50 A,频率为10 Hz时电磁搅拌法可以获得更加细小均匀的半固态组织.     

12Cr18Ni9不锈钢筒形件数控旋压仿真及工艺参数优化

旋压加工是一种高效的塑性材料成形方法,尤其对薄壁筒形件、圆盘零件具有明显的优势。采用旋压加工的方法对12Cr18Ni9不锈钢筒形件进行加工仿真,针对不同的旋压工艺参数设计不同的旋压仿真方案,得出不同参数下的旋压仿真结果及旋压工艺参数的影响规律。结合正交试验方法对旋压加工工艺参数进行优化,设计了三因素两水平正交表,编制了正交试验方案,并对试验结果进行了分析和处理,得出了主次因素和最优组合,旋轮工作角为20°、旋轮圆角半径为6mm、旋压进给率为1.5 mm/s时,壁厚差变化最小,可得到较好的旋压结果,为不锈钢筒形件的数控旋压加工工艺参数选择提供依据。     

挤压法矫正薄壁焊接圆筒圆度的有限元模拟

提出通过挤压焊缝区金属来矫正薄壁焊接圆筒圆度的方法.借助有限元软件对该方法的矫圆效果进行了模拟,并对其矫正薄壁焊接圆筒圆度的机理进行了分析.模拟结果显示,具有纵缝的薄壁焊接圆筒径向呈“桃形”,尤其两个端部最为显著,经矫圆后,焊接圆筒的不圆度显著改善.利用自制的装置对挤压法矫圆的效果进行了验证.结果表明,对于外径为280 mm、长度为300 mm的2mm壁厚不锈钢焊接圆筒,通过挤压焊缝区金属能够将其端部圆度控制在0.5mm左右.     

圆柱曲面剪切增稠抛光材料去除函数仿真与实验研究

目的 通过有限元仿真方法获得圆柱曲面周围压强场和速度场的分布,结合实验结果拟合得到修正系数,从而建立圆柱曲面剪切增稠抛光（STP）的材料去除函数。方法 运用计算流体动力学仿真软件CFX,对圆柱曲面STP过程的抛光液流动进行仿真,通过对比工件所受作用力的仿真值与实验测量值,求得流体流变特性修正系数Kv,再根据仿真得到的圆柱曲面表面压强场和抛光液速度场,基于Preston方程建立圆柱曲面STP的材料去除函数。以不锈钢316圆柱曲面为抛光实验对象,通过去除率测量结果拟合得到材料去除函数系数。结果 计算得出流体流变特性修正系数Kv=40.1,修正后,仿真模型的压力输出值与实验测量值的误差为4.7%。计算得到Preston方程去除函数的方程系数Kc=28.85。材料去除函数在整个圆柱曲面呈现近似正弦函数的分布规律,与抛光速度呈指数函数关系。抛光仿真和实验结果有着较好的吻合,误差在5%以内,表明了仿真模型的有效性。结论 通过CFX仿真,可以很好地揭示剪切增稠抛光过程中圆柱曲面表面压强场和速度场的分布规律,并基于Preston方程建立材料去除函数,这种剪切增稠抛光去除函数的建立方法,不仅仅适用于规则的圆柱体,也适合其他形状工件剪切增稠抛光去除函数的建立。