稀土永磁体辅助金属带传动的磁场力分析

稀土永磁体辅助金属带传动时,间隔分布在带轮上面的永磁体会对金属带产生周期变化的激励,这种周期变化的激励会使金属带发生横向振动,对带传动极为不利.本文利用ANSYS有限元分析软件,对这种变化的磁场力进行分析,并建立了力学模型.本文的研究结论可对稀土永磁体辅助金属带的横向振动进行校核,为该类型带传动的合理设计提供理论依据.     

永磁带轮式金属带传动及其金属带的应力分析

简要介绍了永磁带轮式金属带传动的原理、磁力带轮及金属带的结构,并对金属带的应力分布情况进行了分析和探讨。永磁带轮式金属带传动是依靠安装在带轮上的稀土永磁体产生磁场以吸引金属带,并大幅度地提高金属带与磁力带轮间的摩擦力而传递运动和动力的。在永磁带轮式金属带传动中,吸引应力的方向与弯曲应力和离心应力的方向相反,从而可改善金属带的受力状况,降低金属带的最大工作应力。     

磁流体动力学陀螺磁场均匀性分析及优化设计

为了改善磁流体动力学陀螺的低频响应,提出了将磁流体动力泵技术应用于磁流体动力学陀螺研制的方法,并用ANSYS对其磁路结构进行三维仿真。仿真结果表明,磁感应强度不均匀度远大于10%,严重影响传感器的精度。通过有限元仿真方法分析不同永磁体对工作间隙磁场的不同影响,并在结构设计中去除对磁场不均匀度影响较大的永磁体,最后通过合理的磁路设计方法,在实现工作间隙所需磁场的同时降低磁场的不均匀度。仿真结果表明:磁感应强度不均匀度小于10%。     

基于NdFeB永磁材料的动圈力马达磁场分析

动圈式力马达是一种借助于永磁体建立磁场,使带电线圈在磁场力的作用下做直线运动的一种电-机转换元件.不同的永磁体材料直接影响着动圈力马达的性能.本文借助ANSYS磁场分析软件,对基于NdFeB永磁材料的动圈力马达做了磁场分析研究.通过研究发现使动圈力马达获得相同的输出力,当采用NdFeB永磁材料时,可以减小动圈力马达的结构尺寸,提高其动态特性.     

差分磁场结构线性磁力分析及实验

针对磁场的特性——永磁体相互作用力的非性线问题,提出一种采取永磁体差分结构,获得高阶线性磁场力的方法。文中以永磁体间相互作用力公式出发,推导永磁体差分结构线性磁场力的高阶近似公式,采用实验方式以及最小二乘法计算磁场力公式的参数,设计通过恒定加速度激励下差分结构的响应实验,有效地验证了差分结构磁场力与位移的关系与理论分析非常符合,相对误差在2%以内,这将对磁场力在各领域的应用有一定的意义。     

一种采用复合磁电换能器的振动能量采集器

设计了一种由悬臂梁、磁电换能器和永磁体组成的新型振动能量采集器.环境振动引起换能器与永磁体相对运动,使得作用到换能器的磁场变化,变化的磁场引起换能器得到电输出.理论分析了影响换能器与永磁体相对运动的磁场力和永磁体的非线性运动情况.实验结果表明:在振动激励频率为33 Hz,振动加速度为0.5 g的条件下,输出电压峰峰值45.1 V,输出功率112.1 μW.     

霍尔式轮速传感器永磁体磁场均匀性测量方法研究

为了满足霍尔式轮速传感器生产中对永磁体批量快速检测的需要,文中利用ANSYS建立了均匀永磁体和不均匀永磁体模型,并对他们周围轴向和径向磁场分布特性进行了仿真分析。仿真结果显示:在永磁体的周向中间,距离永磁体表面2 mm的范围内,均匀永磁体和不均匀永磁体磁感应强度波动相差最大,为最佳检测位置。根据仿真分析结果,开发了永磁体磁场均匀性测试系统,试验结果表明,该系统能够快速准确的检测出永磁体磁场均匀性是否符合生产要求。     

永磁型磁流变液联轴器的磁路设计及性能研究

采用永磁体作为磁流变液联轴器的磁源,设计出一种新型的永磁型磁流变液极限联轴器。磁流变液的工作间隙尺寸远小于永磁体的轴向尺寸,可忽略端部效应,将磁流变液联轴器的磁场求解简化为二维平面磁场。基于磁路设计的基本原理,采用有限元分析软件,对永磁型磁流变液联轴器的磁场分布进行模拟,并研究了不同工作间隙对磁场分布及磁流变液剪切应力的影响,推导出永磁型磁流变液联轴器传递的极限力矩与相关设计参数的关系。     

梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分析

梭式止回阀作为管道非能动技术的重要组成部分,可以在无外加动力驱动下自动实现管道系统的安全保障作用,能有效降低事故的发生。研究了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器阀体和阀芯永磁体的有限元模型建立的方法以及对永磁体进行了二维静态磁场分析。首先在ANSYS中建立阀体及永磁体的二维模型,然后对其定义材料属性、网格划分、施加边界条件,完成有限元模型的建立;然后对阀体及永磁体进行二维静态磁场分析,最终得出梭式止回阀阀芯位移磁电传感器的磁场分布及强度状态。通过ANSYS有限元仿真,验证了梭式止回阀阀芯位移磁电传感器磁路设计方案的可行性。     

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。     

Repulsive forces of highly coercive permanent magnets in magnetic clutches and plane magnetic systems

A formula is derived for calculating the repulsive force of highly coercive permanent magnets made from rare-earth metal alloys in frontal magnetic clutches and plane magnetic systems, when the magnets take the form of rectangular prisms.     

外加磁场对磁流体润滑油膜轴承的影响

为了研究磁流体润滑油膜轴承内磁场的分布情况,分别通过永磁铁、螺线管及亥姆赫兹线圈对其施加3种不同形式的外磁场。通过磁场二维实体有限元模型的数值仿真,分析在3种模型下磁流体润滑油膜轴承的磁场分布特性,并比较磁场在油膜区的分布情况。结果表明,永磁铁模型的磁场主要分布在永磁铁、油膜、轴承座以及靠近磁铁的轧辊部分,螺线管模型的磁场主要分布在油膜、轴承座以及靠近磁铁的轧辊部分,亥姆霍兹线圈模型的磁场主要分布在线圈以及油膜的端部;3种模型在油膜区磁场分布沿轴向均呈现中间小、两端大的不均匀现象,且具有端部效应;永磁铁模型和螺线管模型在油膜区磁场沿径向分布均匀,亥姆霍兹线圈模型沿径向分布不均匀。     

基于ANSYS的多磁极磁化器的磁场分析

用有限元分析软件ANSYS对异性磁极相邻和同性磁极相邻型两种多磁极永磁磁化器进行分析,给出了磁力线分布图、磁通密度的矢量图并进行分析。分析结果表明同性磁极相邻型磁化器在空间间隙产生的磁力线和磁感应强度的方向是垂直于液体流向的,其值随空间间隙而变化。所得结论对多磁极磁化器的设计及应用有一定的指导意义。     

稀土永磁体辅助金属带传动金属带的横向振动研究

运用动力学理论和有限元分析工具ANSYS，对磁力辅助金属带传动中金属带因磁力作用而产生的横向振动进行了分析，建立了动力学模型，得出了磁力作用于金属带的振动响应方程，分析了影响系统稳定性的因素，并对金属带的振动进行了数值仿真。     

磁性复合磨粒化学机械抛光技术及其加工试验研究

提出一种新型的磁性复合磨粒化学机械抛光技术。该技术利用磁性聚合物微球与SiO2磨粒组成的复合磨粒抛光液,在辅助磁场的作用下,实现了一种磨粒尺寸与硬质抛光盘微观形貌依赖性小、材料去除率较高的抛光工艺。建立直径8 mm、高度不等的稀土钕铁硼永磁体以点阵形式组合形成的4类辅助磁场。仿真计算表明,柱状下凹磁极的磁场磁力HdH/dz分布均匀,磁性微球受到的磁力一致性好。对磁性微球在抛光系统中的受力分析表明,磁性微球受到的磁力有助于复合磨粒从近抛光区域进入抛光区域,磁性复合磨粒能以二体磨损的方式划擦去除加工表面。以表面粗糙度Ra 0.5μm的硬质抛光盘进行硅片抛光试验,施加辅助磁场前后,硅片的材料去除率从66 nm/min提高到179 nm/min,硅片表面粗糙度由抛光前Ra 405.860 nm减小到Ra 0.490 nm。     

一种新型被动磁悬浮轴承的研究

提出一种新型被动径向磁悬浮轴承，它是由盘状转子和定子两大构件组成，在定子上布置着永磁体以便形成沿径向的不均匀磁场，在转子上沿圆周均匀布置了几个导体环以便它在磁场中运动时借助电磁作用，迫使转子始终在其预定中心处运转。论述了这种轴承的工作原理，详细地分析了导体环所受的电磁作用，推导出转子所受电磁力的计算公式，并求出这种轴承的最优导体环数以及系统稳定性。     

飞轮储能磁轴承系统结构及其悬浮特性

介绍了一种由径向永磁轴承与电磁推力轴承组成的单轴主动控制的飞轮储能磁轴承系统结构 ,径向永磁轴承提供径向恢复力与轴向悬浮力 ,电磁推力轴承提供轴向恢复力。并对系统的结构参数计算及其磁悬浮特性进行了分析与讨论。研究结果表明 ,永磁轴承动、静磁环轴向位移对系统承载力与刚度有明显影响 ,采用多对磁环永磁轴承 ,有利于提高系统承载力与径向刚度     

Interaction of highly coercive permanent magnets

The force exerted by highly coercive permanent magnets (made from alloys of rare-earth metals) used as rectangular prisms in magnetic systems is considered. Calculation results and experimental data for magnets grouped on the basis of the residual induction are compared. The influence of the distance between adjacent magnets in the system on the force between the highly coercive permanent magnets is demonstrated.