磁极开槽形状和尺寸对磁场分布和磁粒光整加工能力影响的研究

通过数值模拟和实验,研究磁极不同开槽方式和开槽尺寸对加工区磁场分布、磁粒受和和加工效率的影响。结果表明,磁极表面开矩形槽比开Ｖ形槽和漏斗形槽可以得到有利的磁场分布。开矩形槽时,槽与齿宽度之比在１：１时,可以取得较高的加工效率和较低的表面粗糙度。槽与齿宽度之比太小时,磁粒运动所需的驱动力不足,但太小时,磁粒对工件的压力减小,这两种情况都不利于加工效率和加工质量的提高。     

磁极开槽情况对磁力研磨的影响

通过ANSOFT软件仿真和实验的方法,研究在磁极头表面加工出矩形槽、60°V型槽、圆环槽和分布圆孔4种不同槽型时对磁力研磨后工件表面粗糙度的影响。采用ANSOFT软件仿真磁极头表面加工出不同槽型时,工件表面的感应磁场强度分布。仿真结果表明:在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面感应磁场周向梯度最明显。实验结果表明,在磁极头表面加工出矩形槽时,工件表面粗糙度改善率最高为32.95%。对比不开槽和加工出矩形槽两种磁极头形式下的磁力研磨加工结果,得出采用矩形槽开槽形式时,磁力研磨的加工效率有所提升。     

磁极形状对磁粒光整加工的影响

通过实验的方法对磁粒光整加工中的关键技术——磁极的形状作了全面的探讨。实验证明，在磁极表面开矩形槽比开其它形状的槽更能改善工件的质量、提高加工效率，而且当矩形槽的槽深和槽宽比为1：1时最佳。这不仅解决了在磁粒研磨中经常出现的“磁滞”的现象，同时也延长了磁极的使用寿命。     

磁力研磨加工永磁极设计及仿真研究

为进一步提高磁力研磨加工的表面质量和加工效率,基于平面磁力研磨装置,采用端面中心材料去除且开矩形槽的强永磁材料作为磁极,进行磁力研磨加工。利用ANSYS对磁极不同端面形状、开槽尺寸的磁力线分布和磁场强度分布进行模拟仿真,并通过磁力研磨加工试验验证设计磁极实际加工效果。结果表明:去除中心材料的磁极磁力线分布更加密集且增大了磁极中心处的磁场强度,从而提高研磨效率;通过仿真对比发现,当磁极中心去除材料半径与底面半径之比为1:3且开矩形槽深宽之比为1:1时研磨质量最佳。     

磁力光整加工平面磁极头设计及仿真

作为以提高表面质量的磁力光整加工技术,磁极的设计起着至关重要的作用.提出将永磁极设计为锥形以取代笨重的电磁极,仿真了磁极有无锥度的磁场强度分布,发现有锥度磁极的磁场分布较集中,可增加资源利用率且锥度为1∶0.6时磁场分布较强.分析了开槽能够改善磁场梯度分布,且开矩形槽和槽深宽之比为1∶1时产生的磁场效果最佳.并采用试验验证,磁极有锥度后工件表面质量改善效果要比无锥度磁极好.     

磁极表面开槽对磁力研磨加工影响的数值分析

利用有限差分的方法对磁极开槽情况下磁力研磨加工区域中的磁场分布进行了数值分析，提出了一种等磁位线的计算绘制算法，得到了加工区域磁场分布的等磁位线图。结果表明，在磁极表面开槽，可以有效地改变加工区域磁场的分布，将均匀磁场改变成非均匀磁场，增加磁场梯度，从而提高加工效率。     

磁粒光整加工基础研究

研究了磁场分布，磁场力及材料去除规律并进行相应的实验分析，从理论上证明了加工区域内磁场分布不均匀而导致的磁粒流动及磁刷形成的变化，是影响磁粒切削性能的关键因素；实验研究了磁场力、磁极形状对切削量的影响规律，结果与理论解析一致；而润滑剂可大幅度提高去除量，且表面粗糙度存在最佳值。研究成果为深入系统地研究加工机理提供理论依据和实践基础。     

磁力研磨75°梯形开槽永磁极研究

在磁力光整加工中,永磁极研磨面的开槽形状是影响光整质量的重要因素之一。以30°为开槽角度跨度,以牌号为N35的钕铁硼材料为永磁极主体,结合多种几何形状开槽来模拟仿真磁场强度与留存几何面棱角角度之间的关系,分析得出磁场强度值随开槽后留存几何面棱角角度的减小而增大,在棱边集中的尖角处取得最大值,以及磁场强度值越高其对应面积越小。在此结论下,设计出75°梯形开槽永磁极,其理论磁场强度达到1.2～1.4 T。相同参数下,对比目前90°矩形开槽磁极进行表磁测试及研磨S31603不锈钢板试验,结果表明:75°梯形开槽磁极表磁强度相对提高0.2～0.3 T,达到1.298 1 T,研磨效率相对提高约20%。     

磁力研磨加工的永磁极结构优化设计

通过分析总结磁力研磨加工机理及永磁极结构,得出磁极端面形状对空间磁场分布的影响是决定磁力研磨加工表面质量和加工效率的关键因素。利用ANSYS软件对磁极进行建模与仿真,并对比分析仿真结果中磁力线的分布和磁场强度的分布,其结果表明,去除磁极端面中心部分材料半径与端面半径之比为1∶3的材料且在磁极端面开矩形槽的深宽之比为1∶1时,加工区域产生的磁场强度值可达到0.85~1.2T,且能获得较高的磁场强度梯度。这种利用仿真软件指导磁极设计的方法,为磁极的设计改进提供了理论依据和参考方案。     

磁力光整加工永磁极结构参数设计及仿真

在磁力研磨加工中,磁极结构形状和参数是影响其加工效率的主要因素之一。本文以XK7136C数控铣床为加工平台,将主轴头头部更换为永磁研磨磁极,对磁极结构形状和参数进行研究。设计符合加工使用的两种不同形状的磁极,利用Ansys仿真软件对其磁场进行有限元分析。通过仿真分析及试验验证发现,两种不同形状的磁极与普通磁极相比都能提高磁力光整加工的效率,同时开槽后的锥形磁极比球形磁极的端面在磁力线分布上更加密集,聚磁能力更好。试验研究发现,镍基高温合金Inconel 718的表面粗糙度在21分钟内由Ra0.502μm下降到Ra0.059μm,表面显微硬度和残余应力也有所改善,设计的磁极结构参数更有利于磁力光整加工。     

Characteristics of metal magnetic memory signals of different steels under static tension

To study the characteristics of metal magnetic memory (MMM) signals of different steels during tensile test, static tension tests were applied to 30 pieces of Q235 and 16MnR base metal and welded specimens. During the various deformation periods, MMM signals are tested, and micrometallographic is observed. Furthermore, the derivative of magnetic intensity (dH_p/dx) is analyzed by mathematical and statistical methods to study the macro and micro corresponding relationships and difference among magnetic signals. Results show that despite the different magnetic intensity (H_p) curves of different materials, their dH_p/dx patterns in the yielding and necking stages are the same; welded specimens have the similar magnetic signal curves with their base metal, and the welded structure does not interfere with its H_p distribution; different materials have their unique zero point (H_p＝0) before being fractured, which is independent of the fracture location; there is a direct relationship between the intragranular slip and the changes of magnetic signals, which indicates the uneven plastic deformation.     

磁性磨粒的磨削机理与制备工艺

分析了磁力研磨加工过程中单个磁性磨粒的受力状况和磨削机理 ,论述了磁性磨粒的性能要求和制备工艺。     

SLR算法在MRI中的模拟方法与实验研究

在磁共振成像中,运用Shinnar-Le Roux算法设计射频脉冲,不仅可以避免Bloch方程引起的非线性问题,而且能有效地抑制旁瓣激发,以获得理想的激发带宽.首先介绍了SLR脉冲设计思想,然后基于密度矩阵理论,应用计算机模拟方法对所设计脉冲的激发带宽进行模拟.最后,给出了测量射频脉冲激发带宽曲线的脉冲序列,并用MRI实验加以验证.     

手持式核磁共振波谱仪的研究

针对现场中甲醛含量测定方法复杂的特点，以DSP TMS320C6701微处理器为平台，核磁共振检测技术为基础．通过开发专用功能芯片A／D9852，用数字检波技术代替模拟正交检波，完成了核磁共振波谱仪的监测、检测、记录、控制以及提供上微机接口等功能。简化了现在类似的测量设备所需的复杂手段。找出了一种能实现快速，方便、精确的测量方法，并通过实验验证了该系统调节具有精度高．响应快等优点。     

基于同步检波的单通道磁感应成像技术研究

磁感应成像在医学领域的应用,由于生物组织的电导率非常小,需要一种测量相位精度高的系统才能满足应用需要。描述了一种基于同步检波的单通道磁感应测量系统,来测量微小相位变化。系统使用模拟开关代替模拟乘法电路,减少直流漂移,增加电路的动态范围。电路中引入了模拟的相移电路,使参考信号和与检测信号相位正交,提高相位测量的灵敏度。研究了单通道系统的稳定度和灵敏度,通过实测电路,该测量系统在1 min内的相位漂移0.001 5°,在1 h内的相位漂移0.006°;并给出电导率变化相应相位变化关系。     

基于混合算法的磁悬浮隔振器模型辨识与验证

针对磁悬浮隔振器动态电磁力模型存在非线性及磁滞且很难建立其精确模型的问题,提出了基于BP算法、改进遗传（MGA）算法的混合算法的BP神经网络的模型辨识方法,建立了磁悬浮隔振器动态电磁力气隙电流关系的模型。结果表明,基于混合训练算法辨识得到的模型具有更高的精度,能够满足磁悬浮隔振器动态电磁力模型辨识需求。最后,搭建了磁悬浮隔振实验平台,建立控制模型,并验证了辨识模型的有效性。     

磁悬浮进给机构的磁力耦合

研究了磁悬浮进给机构在进给运动时的磁力耦合现象.进给机构的磁悬浮系统采用了具有自动归中作用的V型导轨结构,保证了机构进给运动的导向精度,可应用于光刻机等精密光机系统,且满足超净无尘及精密定位要求.通过分析机构磁悬浮系统中电磁铁的磁力分布,给出了耦合磁力的计算公式.分析结果表明:磁悬浮系统在其控制过程中存在着磁力耦合,具体表现为:如果进给运动时平台在水平方向发生偏移,那么左右两侧电磁铁的磁力在水平及水平垂直方向将产生相互耦合作用;而垂直方向的偏移不会引起磁力的耦合.在控制系统中引入补偿器后,可使系统解耦,因产生的耦合磁力很微小,可以忽略不记.     

Surface roughness modeling in chemically etched polishing of Si (100) using double disk magnetic abrasive finishing

Abstract

The present paper focuses on proposing a new method for determining the surface roughness of chemically etched polishing of Si (100) using double disk magnetic abrasive finishing (DDMAF). Based on chemical etching in KOH solution Vicker’s hardness of Si (100) at different concentration of KOH was determined in context to chemical etching phenomenon. A mathematical relationship was established to relate Vicker’s hardness of Si (100) as a function of the concentration of KOH. The penetration depth of abrasive particle into Si (100) workpiece was determined considering viz; the normal force acting on the abrasive particle under the influence of magnetic flux density and Vicker’s hardness of etched Si (100). The other modeling variables such as wear constant, penetration area of the abrasive particle into Si (100) workpiece which is dependent on the penetration depth of abrasive particle was modified in terms of magnetic flux density and concentration of KOH. The process parameters such as working gap, abrasive mesh number and the rotational speed of the primary magnet were also considered in modeling the surface roughness. The results of surface roughness obtained by the model were also experimentally validated. The theoretical and experimental findings agreed well with each other.     

单自由度磁悬浮轴承的干扰抑制

研究了单自由度磁悬浮轴承的干扰抑制问题。为了不失一般性,用高斯白噪声信号来模拟干扰信号。以Matlab为设计平台,用遗传算法设计了PID控制器,给出了干扰抑制的仿真结果。结果表明,遗传算法整定参数的PID控制器具有响应快速、超调量小,对大扰动的抑制较好的特点。     

医院效率与高技术医疗设备利用的面板数据分析

为了进一步探讨医院效率和利用计算机断层扫描(CT)和磁共振成像(MRI)之间的关系。我们随机抽取了131家医院在2014-2018年的病例进行问卷调查。通过随机前沿分析估计医院成本低成本效率得分,并通过一系列具有医院水平固定效应的线性回归模型,检验了分数以及人口、GDP、医院数量、手术病例年数和病床数与CT和MRI利用率的关系。此外还进行了一系列的敏感性检查,以估计低成本效率分数或对回归模型中的分数应用不同的时间滞后。研究结果表明描述性和回归分析显示评分与CT(Po 0.01)或MRI(po0.05)利用率呈正相关。在其他协变量方面,医院容量、手术病例年数与CT(Po 0.05)显著相关,而与MRI(p40.05)利用率无关。并通过灵敏度实验证实了结果的稳健性。