磁流体粘度特性研究

通过对旋转式粘度计进行改进,在测试区域内产生了可调磁场,并利用该实验台,分别测定出2种磁性液体的粘温和粘磁关系。结果表明:磁流体在磁场的作用下,粘度随外加磁场的增强而逐渐增大,呈现非牛顿流体的特性,主要由于磁粒子沿磁力线运动,这种运动会使悬浮粒子流动阻力增大,表现为粘度的增大;在没有磁场作用时,与一般的润滑剂一样,磁流体的粘度随温度的升高而逐渐降低,基载液的粘度随温度的变化规律对磁流体的粘温关系影响很大,基本符合Arrhen ius公式。     

滑动轴承磁流体薄膜和润滑特性的研究

在横向外磁场作用下,同时伴随磁流体中磁粒子的转动时,推导磁流体薄膜中压力的雷诺方程表达式;研究不同载体类型的磁流体在外磁场作用下,对无限长挤压薄膜轴承和滑动轴承的润滑特性的影响。结果表明：磁场增加磁流体液膜的粘度,提高薄膜承载力,而对轴承的滑动摩擦力影响很小。     

磁场作用下磁流体粘度特性的研究

采用自制的试验设备研究了磁流体的粘度与外加磁场及温度的关系。结果表明：磁流体的粘度随温度的增加而减小;当环境温度一定时,在磁场的作用下磁流体的粘度会增加,粘度的大小与磁场作用的时间有关;磁场作用达到一定时间后,磁流体的粘度达到稳定;随着磁场的增加,磁流体的粘度增加,当磁场达到一定强度后粘度不再增加。     

磁流体在磁场中的粘度测试研究

针对磁流体在磁场中粘度测试的特殊性,研制了一种新型的旋转法磁流体粘度测试实验台,该实验台可通过测试带动工作气隙内磁流体作旋转剪切运动所需的力矩来推算得出磁流体的粘度,满足磁流体在磁场中的粘度测试要求。利用所设计的实验台对矿物油基Fe3O4磁流体的粘度进行了测试,研究了外加磁场、温度及磁流体中磁性颗粒含量对其粘度的影响规律。结果表明:磁流体的粘度随着外加磁场强度的增加而增大,当磁场强度增大到一定程度时,其粘度变化逐渐趋缓;随着温度的升高,磁流体的粘度呈不断下降趋势,在有外加磁场作用情况下,其粘度下降的幅度要远大于无外加磁场作用的情况;随着磁流体中所含磁性颗粒质量分数的增加,其粘度逐渐增大,当磁性颗粒质量分数小于30%时,粘度增加缓慢,但当质量分数超过30%以后,粘度则急剧增大。     

磁场强度对水基磁流体滑动轴承弹流润滑性能的影响分析

建立了磁流体滑动轴承的弹流润滑数学模型,利用考虑热效应的Renolds方程,采用多重网格法、多重网格积分法和逐列扫描法,对磁场作用下的水基磁流体润滑滑动轴承的弹流性能进行数值分析。对比了有无磁场作用下的水基磁流体弹流润滑数值模拟结果,并探讨了磁感应强度对其膜厚和压力的影响。结果表明,在有磁场作用的条件下,不同磁粉体积分数下的水基磁流体的润滑膜膜厚比没有磁场作用时有所增加,但压力没有明显变化;在不同磁感应强度条件下,随着磁感应强度的增加,水基磁流体润滑膜厚增加,压力没有明显变化。     

磁场作用下的Fe3 O4磁流体承载能力的试验研究

通过对MS-800四球机油杯的改进,在测试区域内产生可调磁场,利用该改进后的油杯在四球机上对磁场作用下Fe3O4磁流体承载能力进行测定。试验结果表明,磁流体润滑膜在外加磁场作用下,综合承载能力得到了很大的提高,最大可提高至原来的1.3倍。结合Rosensweig理论模型,通过对磁场下磁流体粘度的测定,分析得出磁流体的粘度变化是引起综合承载能力发生变化的主要原因。     

磁流体轴承润滑的研究进展

适用于高速、重载等特殊工况下的磁流体油膜轴承是近年来轴承领域的研究热点,其润滑、承载性能的关键技术问题对机器的运转效率以及工作寿命有重要影响。本文综述了近年来国内外关于磁流体轴承性能上的研究进展,系统地阐述了磁流体轴承理论与仿真模型、磁流体油膜特性与微循环润滑特性、磁流体性能的影响因素以及磁流体轴承运转状况等方面的研究现状。该研究有助于磁流体轴承的设计及其工程应用。     

船舶艉轴磁流体密封液的制备与性能研究

针对船舶艉轴的密封问题,采用化学法制备了以Fe3O4为磁性粒子,以水、油和氟醚油为基液的磁流体密封液,并分别对其疏水性能、疏油性能进行了研究,分析了磁化特性、粘度特性和悬浮稳定性的影响因素.结果表明:磁流体的磁化强度随着外加磁场强度的增大而增大,粘度随着密度的增大而增大;在外加磁场作用下,水基型磁流体表现出极强的亲水性和亲油性,而油基型磁流体具有较好的疏水性和疏油性,密封能力较好.     

阻尼可控磁流体滑动轴承的磁场研究及仿真分析

设计了一种新型的阻尼可控磁流体滑动轴承,为了探究外加电流与工作区域磁感应强度的关系,验证该轴承磁路设计的合理性,利用有限元分析软件ANSYS对磁流体滑动轴承的磁场模型进行了分析并搭建了磁场发生器磁场测试系统,通过理论研究和实验测试,对比分析了磁流体滑动轴承内部的磁场强度。结果表明,工作区域的磁感应强度B与外加电流强度I成正比;该轴承内部的磁力线分布均匀,实验结果与仿真结果相吻合,验证了磁流体滑动轴承设计的合理性。     

高速角接触球轴承油气润滑温升特性研究

油气润滑系统广泛应用于高速滚动轴承,油气润滑条件下轴承温升特性与温度场分布是影响轴承极限转速与动态工作稳定性的重要因素.基于高速滚动轴承摩擦学与两相流理论,以角接触球轴承为研究对象,建立了油气润滑条件下轴承与流体域之间的流固耦合模型.利用流体仿真软件Fluent对油气润滑条件下高速角接触球轴承与流体之间的传热方式及温度场分布进行了数值模拟分析,得到了轴承与轴承腔体的温度场分布.并进一步研究了供油量、润滑油粘度、轴承转速和载荷对轴承温升的影响,得到了油气润滑参数等与轴承温度场热平衡之间的关系.结果 表明:轴承转速与径向载荷是影响高速滚动轴承生热量与温升的主要因素,轴承内部温度场分布不均匀,对于特定工况存在最佳供油量与润滑油黏度使轴承温升最小.     

磁悬浮电主轴单元径向轴承的磁场分析

介绍了磁悬浮电主轴单元的工作原理,以5.5kW电主轴单元为例,利用ANSYS软件对其径向磁轴承磁场进行了有限元分析.找出其系统磁场分布的变化规律和影响因素.分析表明:在主轴正常悬浮且单边气隙值取0.3±0.004mm,主轴支承处轴颈圆度取0.003mm,径向磁轴承磁极内圈圆度取0.007mm时,磁路磁漏不影响控制系统的性能,主轴实际中心线距理想位置的最大偏移量为0.0025mm,可满足精密机床主轴径向旋转精度性能要求.研究结果为磁悬浮电主轴单元的径向支承结构的优化设计提供了理论依据.     

磁悬浮轴承结构与磁路分析

从受控自由度数、磁力产生方式、磁极结构形式、控制电流性质等方面对磁悬浮轴承进行了分类与比较.针对各种典型磁悬浮轴承给出了其结构与磁路示意图,并进行了定性分析与比较,最后分析了磁悬浮轴承结构与磁路方面研究与发展方向.     

Tribological properties of Mn-Zn-Fe magnetic fluids under magnetic field

A controllable and variable magnetic field was got by improving the oil cup of a MS-800 four-ball tester. By this improved four-ball tester, the tribological properties of Mn_0.78Zn_0.22Fe₂O₄ magnetic fluid in the magnetic field were tested. The worn surfaces of the steel balls lubricated with 6 wt% Mn_0.78Zn_0.22Fe₂O₄ magnetic fluid under different magnetic fields were observed by using a scanning electron microscope (SEM), while the elemental compositions of the wear scars were analyzed by means of energy dispersive spectrometry (EDS). It was found that the Mn_0.78Zn_0.22Fe₂O₄ nanoparticles had a diameter about 20 nm. Under magnetic field, the 46^# turbine oil containing 6 wt% Mn_0.78Zn_0.22Fe₂O₄ nanoparticles showed much better friction-reducing and anti-wear abilities compared with lubrication without magnetic field. The worn surface, lubricated by 6 wt% Mn_0.78Zn_0.22Fe₂O₄ magnetic fluid lubricated under the effect of magnetic field, is smooth and the plowing is almost disappeared. Moreover, it is found that 22 mT magnetic induction is the optimum magnetic induction. Form theory study we found that under the effect of magnetic field, the bearing capacity increasing with the increasing of magnetic induction. When the eccentricity is small, the side leakage is highly decreased.     

Modeling and analysis of magnetic dipoles in weak magnetic field

The magnetic leakage field distribution resulting from linear defects of a tube sample in the geomagnetic field is modeled according to the magnetic dipole theory. The formula to compute the normal component of the weak magnetic field is deduced based on the spatial distribution of the magnetic dipole. The shape and characteristics of the zero line (an important criterion for magnetic memory testing) of the normal field is analyzed under different longitudinal magnetizations. Results show that the characteristics of the zero line should be considered when the metal magnetic memory testing method is used to find and locate the defect. __________ Translated from Transactions of Beijing Institute of Technology, 2007, 27(147): 395–398 [译自: 北京理工大学学报]     

大承载轴向混合磁力轴承磁性能分析

针对大承载储能飞轮对混合磁力轴承的设计要求,及考虑到混合磁力轴承的对称性,利用ANSOFT软件中的2D模块对其进行建模,并分析了磁力轴承在平衡位置工作点的磁密线分布,磁密分布及漏磁。分析结果表明该磁轴承整个磁路为不饱和,设计合理,以及计算得出漏磁系数相对较大,这是由于磁悬浮轴承整体结构较大,磁路较长,气隙大等原因造成的,该分析为后续的设计提供了可靠的依据。     

一种磁悬浮平台的电磁场分析

利用ANSYS分析软件,对这种新型磁悬浮平台进行了电磁场分析,得出了磁力线分布图、磁通量密度矢量图及磁通量密度等值线。并进一步分析了磁悬浮平台载体间隙对磁力线分布的影响,载体受力与电流之间的关系以及载体受力与间隙大小之间的关系,所得结果与物理特性相符,对磁悬浮平台的控制起到关键作用。     

Modeling and analysis of magnetic dipoles in weak magnetic field

The magnetic leakage field distribution resulting from linear defects of a tube sample in the geomagnetic field is modeled according to the magnetic dipole theory. The formula to compute the normal component of the weak magnetic field is deduced based on the spatial distribution of the magnetic dipole. The shape and characteristics of the zero line (an important criterion for magnetic memory testing) of the normal field is analyzed under different longitudinal magnetizations. Results show that the characteristics of the zero line should be considered when the metal magnetic memory testing method is used to find and locate the defect.     

磁流体-泡沫金属减振器磁场强度有限元分析

磁流体-泡沫金属减振器与单纯磁流体减振器相比具有适用于更宽频率范围振动的控制并且可提供较大可控阻尼力的特点.在磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造中,其内部磁场分布规律是影响减振效果的一个重要因素.为了探讨其磁场分布规律及影响因素,利用ANSYS软件对该新型减振器的磁场进行有限元分析,结果表明,在新型减振器的活塞外圆柱表面开环槽可以提高阻尼通道内的磁场强度,且适当地增加所开环槽的数量可使阻尼通道内的磁场强度提高幅度增大.该研究结论对磁流体-泡沫金属减振器的设计与制造具有一定的参考价值.     

大间隙磁力驱动系统空间磁场分布规律研究

为提高大间隙、高转速条件下磁力传动系统的可靠性,以双T型电磁体为例,分析了大间隙磁力传动系统空间磁场耦合机理,利用ANSYS软件,仿真了电磁体在NS、SS、SN和NN等四种状态时空间磁场的分布规律,并通过实验验证了空间磁场仿真模型的正确性,找到了双T型电磁体作为主动磁极时与永磁转子在空间的最佳安装位置,为轴流式血泵等永磁转子获得较大的驱动力矩提供了依据.