基础振动下电磁换向阀换向灵敏性研究

针对基础振动引起阀芯瞬态液动力和电磁力的变化,进而影响电磁换向阀换向灵敏性的问题,建立基础振动下电磁换向阀阀芯动力学模型,实验验证该模型的正确性。仿真分析基础振动参数和电磁阀结构参数对换向时间的影响。得到以下结论:基础振动幅值和频率的增大会降低电磁换向阀换向灵敏性;当阀进出口压差为0.6 MPa时,随着阀芯质量的增大,电磁阀换向时间逐渐延长;随着阻尼系数和弹簧刚度的减小,电磁阀换向时间逐渐减小;同时得到了电磁阀在不同进出口压差时的换向时间减小区域和延长区域。研究为基础振动下电磁换向阀的选型和设计提供了一定的理论参考。     

基于AMESim的汽车液压ABS建模与仿真

利用ABS混合仿真试验台实测制动压力,对某型号ABS进行阶梯增减压制动的实验测试.在分析ABS液压系统的组成和工作原理的基础上,基于AMESim建立了包括液压调节器、制动主缸、电磁阀及制动轮缸等模型.仿真了阶梯增减压制动.正常制动、常加常减制动的仿真结果与实验结果基本一致.结果表明:所建液压ABS系统模型和参数的设置是...     

两种不同铁芯结构纵磁真空灭弧室触头三维磁场对比分析

本文建立了两种不同铁芯结构的纵向磁场真空灭弧室触头三维模型,一种铁芯为带有断口的环状结构,另一种是由12个柱状铁芯圆周方向排列的结构,采用有限元分析方法对两种结构的三维模型进行仿真计算,分析对比两种铁芯结构对电流峰值时刻纵向磁场和电流过零时剩余磁场以及磁场滞后时间的影响,计算的过程中考虑到了涡流的影响。从仿真结果中可以得到以下结论:1.电流峰值时环状铁芯结构产生的纵向磁场大于柱状铁芯结构,但柱状铁芯结构产生的纵向磁场比环状铁芯结构的均匀;2.电流过零时两种铁芯结构的剩余磁场分布相似,但环状铁芯结构的剩余纵向磁场大于柱状铁芯结构;3.柱状铁芯结构的磁场滞后时间要小于环状铁芯结构,电流过零时剩余磁场强的区域对应的磁场滞后时间也大。     

基于双计时原理的水表和换向器检定方法研究

为提高水流量标准试验装置检测大口径机械式水表示值误差的检定精度,提出一种基于动态启停双计时原理的检定方法.依据两台计时器分别记录的被检水表通流时间和工作量器进水时间,可以方便地修正示值误差并对换向系统工作特性进行监测.研究结果证实,换向气动电磁阀不对称工作特性是换向系统不确定度的主要来源,双计时法能明显提高机械类流量仪表的示值误差检定不确定度.     

软磁复合材料铁芯电机特性的仿真研究

为了发挥软磁复合材料的高电阻率,低损耗,易于再利用的特点,仿真模拟将其应用在永磁电机的铁芯上.以12槽4极直流电机为仿真对象,把三维计算问题转化成二维模型,用JMAG软件对电机进行建模,阐述SMC与硅钢片铁芯差异,先用两种材料进行仿真,结果说明只靠替换铁芯材料对电机性能改进并不会产生很大改善,改进模型,得出不同延伸高度铁芯延伸长度增加引起的电流和转矩特性与功率变化的关系.利用所建模型将Somaloy500的软磁复合材料与50CS800的硅钢片制备的铁芯进行模拟实验,结果表明:相同条件下软磁复合材料铁芯的效率要更高一些.最低转速时效率增加5%,最高转速时效率增加10%;软磁复合材料铁芯模型抑制电流输出,各向同性的优势明显.结论为SMC材料在低转速电机的开发中依旧能够发挥优势,实现电机性能的提高.     

空调房间数学模型的系统辨识及其仿真

指出房间动态数学模型在控制系统中的重要性,随后通过简化建立房间的理论数学模型,再次通过系统辨识的方法建立房间的模型.最后利用辨识的数学模型对阶跃响应的仿真结果和实测温度进行比较,从中可以选择要求精度的数学模型.     

一种电控喷油器动态时间参数测试系统研究

对电控喷油器动态开启与关闭过程进行了研究,详细分析了其动态工作过程,提出一种基于电控喷油器线圈电流变化测试其动态响应时间的测试方法。以C8051F310单片机为处理器,设计了喷油器开启与关闭响应时间的测试电路,开发了成本低、测试便捷、精度高的测试系统。测试结果表明,喷油器的开启与关闭的响应时间测量误差分别为0.9%和1.14%,满足喷油器相关研究工作的测试要求。     

旋转配流激振阀输出特性分析及试验验证EI北大核心CSCD

提出一种旋转配流激振阀,为研究进口压力和阀芯换向频率对旋转配流激振阀输出特性的影响规律,采用多参考系方法(multiple reference frame,MRF)进行流场动态仿真,获得旋转配流激振阀输出压力和流量的动态特性曲线,并搭建电液激振试验台对仿真结果进行验证。研究结果表明:进口压力由14 MPa增至16 MPa,旋转配流激振阀输出压力、流量峰值分别提高了1.16%和6.98%;阀芯换向频率由100 Hz增至180 Hz,输出压力、流量峰值分别降低了1.24%和18.6%;进口压力工况下,输出压力、流量的仿真和试验结果的平均误差分别为0.18%、2.14%;换向频率工况下,输出压力、流量的仿真和试验结果的平均误差分别为0.10%、1.76%。仿真和试验结果整体趋势基本一致,证实了旋转配流激振阀结构的合理性及仿真模型的正确性。     

基于动态自由能磁滞模型的GMM-FBG电流传感器磁滞建模与参数辨识

为解决GMM-FBG电流传感器中存在的磁滞非线性和涡流损失问题,提出了一种耦合涡流损失模型的动态自由能磁滞模型,采用非线性遗传算法对该模型进行参数辨识和优化,提高了模型在工频下对磁滞曲线的预测精度.搭建了 GMM-FBG电流传感器实验平台,利用所建的磁滞模型对传感系统进行建模补偿和实验验证.实验结果表明该模型能够较好地...     

涡轮流量计时间常数校准技术研究

为了校准涡轮流量计的时间常数,建立液体阶跃流量试验装置,该装置利用螺杆泵输送流体形成平台流量,采用内啮合齿轮泵输送流体形成阶跃流量分量,通过控制高速电磁阀的开启与关闭实现阶跃流量分量与平台流量的叠加,最终产生阶跃流量。利用皮托管对阶跃流量产生时间进行评估,结果表明阶跃流量上升时间小于9 ms。在不同阶跃工况下对涡轮流量计开展时间常数校准试验,结果表明：涡轮流量计时间常数并非固定值,且受平台流量影响较大,具有随前平台流量增大而减小的趋势,受阶跃流量幅度影响较小;在小流量范围内,实际测量得到的动态流量系数与理论模型推导得到的动态流量系数偏差较大,而在大流量范围内二者较为吻合。最后对时间常数校准结果进行了不确定度评估,最大扩展不确定度约为10 ms(k=2)。研究成果有助于评估流量计动态特性,有望提高非稳态流量测量的准确度。     

基于 LS-DYNA 的临近采空区多段爆破微差时间优化研究

临近采空区多段毫秒微差爆破的微差时间选取直接关乎采空区顶板的稳定性。为了探究临近采空区毫秒延时爆破最优微差间隔时间,在分析总结国内外实际生产中选取的微差间隔时间的基础上,将某地下矿山实际开采情况简化为花岗岩介质中采空区附近2个柱形耦合装药炮孔研究模型,并从计算机模拟的角度,运用 ANSYS/ LS-DYNA 有限元动力分析程序对微差间隔时间分别为0 ms/ m、3 ms/ m、5 ms/ m、7 ms/ m、8 ms/ m 的毫秒微差爆炸过程分别进行数值计算,得到了爆炸过程中采空区顶板观测点的振动速度-时间曲线及振速峰值。分析结果表明：微差间隔时间为28 ms,即7 ms/ m 时干涉减振效果最优。     

A predictive model for characterizing hardness of D2 tool steel by eddy current method: A statistical optimization approach

Response surface modeling is a well-grounded method to identify empirical relationships between factors involved in engineering experiments. This paper presents a novel mathematical/statistical approach to design an optimal predictive model to evaluate hardness by eddy current method. A new approach has been presented to find an optimal frequency in eddy current testing which maximizes detectability and accuracy of the measured values. In order to determine the hardness values of AISI D2 tool steel during tempering, the eddy current tests were conducted by applying different values of operating frequency in the range 50–1000 Hz. Unknown heat treatment conditions estimated from eddy current tests creates a link that provides hardness estimation. The results showed that coupling the eddy current method to the proposed model acts as a high accurate hardness measuring system for the samples with unknown heat treatment conditions.     

通过改进的制备工艺提高FINEMET纳米晶磁粉芯的磁性能及其机理

通过对比实验研究了改进的制备工艺下FINEMET纳米晶磁粉芯的磁性能,并探讨了其相应的物理机制。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪检测磁粉的表面形貌、内部结构和晶格畸变,采用B-H分析仪检测磁粉芯的动态磁性能。结果表明,改进的制备工艺能够有效降低磁粉芯的损耗,提高磁导率和频率应用范围。延长非晶粉末的球磨时间能够降低磁粉芯的磁滞损耗和涡流损耗,最佳的球磨时间为8h。通过对比磁粉的晶格畸变,发现通过改进工艺制备的磁粉的晶格畸变相对较小,该工艺提高磁性能的原因在于磁粉残余内应力的有效释放。     

Analytical Computation of the Full Load Magnetic Losses in the Soft Magnetic Composite Stator of High-Speed Slotless Permanent Magnet Machines

This paper presents an analytical model for predicting the stator full load magnetic losses in high-speed slotless permanent-magnet machines with surface-mounted magnets on the rotor and a stator core made of isotropic and conductive soft magnetic composite material (SMC). The losses are derived from the computation of the two-dimensional magnetic field distribution created by the rotor magnets, the currents in the stator windings and the eddy currents that circulate in the SMC stator core, according to the time and space harmonics. Both eddy currents and hysteresis losses are computed. The model is cross-validated by 2-D FE analysis in terms of magnetic field distribution and eddy currents losses. 3-D FE simulations are also carried out to quantify the end-effect on the stator no-load eddy current losses. The developed model is an efficient machine design tool, used here to quantify the variations of both the eddy currents and hysteresis losses under full load operation when the control angle is modified.      

车辆半主动悬架阻尼多模式切换控制研究

为提高车辆行驶平顺性,提出了一种基于阻尼多模式切换减振器的车辆半主动悬架及其控制方法。相较于传统阻尼可调减振器,该新型减振器通过控制两个高速开关电磁阀的通断状态即可实现四种不同的阻尼工作模式,从而使得车辆半主动悬架的阻尼控制更加高效和节能。分析了阻尼多模式切换减振器的基本原理,建立了减振器阻尼特性数学模型。结合车辆悬架系统的阻尼比范围,确定了减振器关键部件参数,并通过仿真获取了四种阻尼工作模式下的减振器复原阻尼系数和压缩阻尼系数。在此基础上,进一步建立了车辆半主动悬架数学模型,采用模糊控制逻辑设计了悬架阻尼多模式切换控制策略。仿真结果表明,相较于传统被动悬架和基于天棚控制的半主动悬架,基于阻尼多模式切换减振器的车辆半主动悬架可以进一步改善车辆行驶平顺性。     

Calculation of no-load induction motor core losses using therate-dependent Preisach model

In this paper the authors present a two-step algorithm for predicting the core losses in an electrical machine. As a first step, the flux patterns in the cross section of the machine are calculated by using a time stepped two-dimensional finite element (FE) model, neglecting hysteresis and eddy currents in the laminated core. The second step consists in enforcing the calculated tooth and yoke flux waveforms to a one-dimensional FE lamination model in which the variation along the thickness of the induction and of the induced eddy currents is considered. The hysteretic behavior of the ferromagnetic material is taken into account by, means of a rate-dependent Preisach model. The outlined procedure is applied to a 3 kW squirrel-cage induction motor with either open or closed rotor slots, the former yielding elevated flux harmonics. Computation results and measurements at no-load (phase currents, stator tooth flux, and total iron losses) are compared     

通过可动触点延长接触时间的新型微冲击开关

摘 要：基于非硅表面微加工技术,设计并制造了一种用于振动监测的新型微机电系统(MEMS)冲击开关。开关主要由三部分构成：作为可动电极的质量块,作为固定电极的十字梁,和位于质量块中心的具有延时作用的可动触点。通过ANSYS有限元仿真对器件进行模态分析,考察了器件的横向抗干扰能力;并提取了器件的物理参数（如弹簧弹性系数和系统有效质量）,以用于Simulink动态仿真。通过动态仿真验证了器件的工作原理,并与传统微冲击开关进行了比较。使用落锤实验对所制造出的微冲击开关进行测试,加载波形为脉宽1ms的半正弦冲击加速度,测得其阈值约为145g,并且接触时间可稳定在50μs以上。测试结果与仿真符合较好,证明了新型设计可以有效地增强接触效果,所建模型可以较准确地描述器件的动态响应。     

Magnetization Time Lag Caused by Eddy Currents and Its Influence on High-Speed Magnetic Flux Leakage Testing

In high-speed magnetic flux leakage (MFL) testing, the tested workpieces pass rapidly through magnetizers. Thus, the magnetization time for workpieces is short. Because of the eddy current effect, the magnetic field inside the workpieces cannot instantly reach equilibrium, and if the magnetizing time is insufficient for the field to reach equilibrium, the MFL signals will be changed because of incomplete magnetization. In this article, the magnetization time lag caused by eddy currents and the influence of this lag on high-speed MFL testing is investigated. The time required for magnetic field to reach equilibrium in specimens, including steel bars and pipes, is obtained by theoretical calculations, finite element simulations, and experiments. The results indicate that the time required for a magnetic field inside a specimen to reach equilibrium is in the range of 50–100 ms. Using conventional magnetizers, the defect signals at testing speed of 10 m/s change because the workpiece reaches the detection zone before the magnetic field inside reaches the stable state. A simple solution is to increase the axial length of the magnetizing coil. After this procedure, signals obtained at 0.1 m/s and 10 m/s are almost identical.     

Prediction of in-service microstructural degradation of A106 steel using eddy current technique

In-service microstructural degradation of ASTM A106 steel occurs by the spheroidising and coarsening of pearlite. The specimens of the A106 have been exposed at 710 °C for different durations to simulate service conditions. The resultant pearlite coarsening was evaluated by measuring eddy current inductive reactance and resistance; phase angles were measured using these values and compared with results of optical microscopy, image analysis and resistivity measurements. It was observed that the eddy current phase angle has a linear relation with pearlite variations. It can further be used for in-situ eddy current evaluation of microstructural degradation of pipes or steel vessels. A mathematical model has been proposed to assist such field investigations.     

冲击载荷下永磁式电涡流减振器设计及动态特性分析

为研究轮式车辆的电涡流减振器在行进间冲击载荷下的动态特性,结合电涡流理论设计了一种永磁式电涡流减振器,并基于等效磁路模型和麦克斯韦方程分析了其导体筒表面空气间隙处磁感应强度与阻尼力之间的关系;同时,利用有限元法对永磁式电涡流减振器的静、动态磁场分布进行了研究,并分析了不同结构参数对其阻尼特性的影响及不同运动速度下的示功特性曲线。通过建立1/4车辆悬架动力学模型和基于高斯滤波白噪声的随机路面激励模型,对车辆行进间冲击载荷下永磁式电涡流减振器的动态特性进行了分析。结果表明：永磁式电涡流减振器的磁场在动态条件下会发生退磁以及磁感线趋速聚集现象,各结构参数对其阻尼特性的影响较大;永磁式电涡流减振器的响应速度快,压缩、复原阻尼力恒定且平稳,可以高效、快速地消除轮式车辆越野时受到的路面激励和车载武器射击时的冲击载荷,能够有效抑制车体振动。研究结果对提高轮式车辆的越野机动性以及车载武器的射击精度具有重要意义。