民用飞机机身小开口加强件设计与研究

为满足飞机的使用需求和功能属性,机身上往往布置各种开口.机身开口区存在应力集中,易导致机身出现静强度和疲劳等问题.对于机身上的小开口,通常采用开口加强件对开口区进行补强.本文介绍了组合式和整体式两种小开口加强件的结构形式和特点,从受力、制造和装配三个方面进行了对比,为民用飞机小开口加强件的设计提供参考.     

铁芯式两极纵磁真空灭弧室三维静磁场有限元分析

铁芯式两极纵磁真空来弧室是我国第一个具有自主知识产权具有较高开断能力的真空灭弧室。对其纵向磁场进行数值分析可为进一步提高它的开断能力提供思路。对其三维静磁场的有限元分析结果表明,这种新型真空来弧室可产生很强的纵向磁场,纵向磁场在间隙中及触头表面上分布都较为均匀。结构参数的变化对纵向磁场的影响很大,当触头直径增大时纵向磁场强度增加较大,开距增大时则迅速减小,拐臂宽度增大时其强度呈线性减小。     

旋转电机绕组磁链的三维有限元分析

针对非正弦电压供电的旋转电机稳态或动态性能仿真,提出了一种基于三维有限元分析和网格重构的绕组磁链和端部漏电感的计算方法,根据所提出的方法,计算了一种三相12/8极开关磁阻电机的绕组端部磁链,并给出了端部漏电感随转子位置和邻近绕组电流变化的曲线族。该计算方法也可用于旋转电机或其它电磁装置的三维磁链计算。具体算例说明了考虑端部漏磁场效应的条件和必要性。     

基于磁集中器的霍尔三轴磁场测量传感器有限元仿真分析

运用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,模拟计算了在80A/m(1 Oe)的磁场中,加入磁集中器后磁场的变化,并讨论了磁集中器的大小、材料磁导率、霍尔元件大小、空间位置等参数对传感器输出参数的影响。计算结果表明,把磁集中器和霍尔元件组合到一起,能够使用传统霍尔元件实现磁场的三维测量,从而可以使其在电子罗盘和地磁导航系统等领域得到广泛的应用。     

动磁式线性压缩机的有限元分析

利用有限元模型对线性压缩机领域所使用的一种动磁式直线电机进行了分析,建立了电机等效磁路模型并推导出了推力表达公式,分析了电机参数对于电机性能的影响,并在此基础上研究了气隙磁场的特点,分析了永磁体长度对于电机行程的影响。该分析结果为电机的进一步优化设计奠定了基础。     

基于磁齿轮调制的复合电机有限元分析

为了降低机械损耗,获得高转矩密度电机,研究了一种磁齿轮复合电机,该电机充分利用磁场调制型磁齿轮内部空间,将磁场调制型磁齿轮和永磁电机复合在一起。利用有限元软件建立磁齿轮复合电机二维有限元模型,分析了电机磁力线分布、气隙磁密及对应的傅里叶分析、感应电动势、稳态运行转矩、齿槽转矩等特性。仿真结果表明,此类复合电机磁力线分布均匀,气隙磁密对应的最大谐波次数符合设计要求,三相反电动势对称性好,内外转子转矩比与传动比一致,齿槽转矩较小。与传统永磁电机相比此类电机有很好的转矩传输比和较高的转矩密度,具有很好的应用前景。     

磁场测量讲座：第三讲 磁饱和法

一.概述磁饱和法是基于磁调制原理,即利用被测磁场中铁磁材料磁芯在交变磁场的饱和激磁下其磁感应强度与磁场强度的非线性关系来测量弱磁场的一种方法.应用磁饱和法测量磁场的磁强计称为磁饱和磁强计,也称磁通门磁强计或铁磁探针磁强计.这种磁强计早在本世纪三十年代开始用于地磁测量以来,不断获得发展与改进,目前仍然是测量弱磁场的基本仪器之一.磁饱和磁强计分辨力较高(最高可达10~(-11)T),测量弱磁场的范围较宽(在10~(-3)T以下),并且可靠、简易、经济、耐用、能够直接测量磁场的分量和适于在高速运动系统中使用.因此,它广泛应用在各个领域中,如地磁研究、地质勘探、武器侦察、材料无损探伤、空间磁场测量等等.近年来,磁饱和磁强计在宇航工程中得到了重要的应用,例如用来控制人造卫星和火箭的姿态,还可以测绘来自太阳的"太阳风"以及带电粒子相互作用的空间磁场、月球     

基于三维有限元分析的交流接触器磁系统动特性的计算

利用分析软件ANSYS,以CJ20-25型交流接触器为例,将有限元法应用于其磁系统的动态特性计算之中,得到了各状态下磁系统的磁场分布图形,及不同气隙、电流下吸力和磁链的二维数据表,并最终完成了整个过程的插值仿真.对仿真结果也进行了一定的分析.     

永磁磁钢成型磁场有限元分析

采用场路结合的方法研究永磁磁钢成型过程中压机及压模中磁场,并着重对模腔附近的磁场分布进行了有限元分析。以参数化网格自动生成技术为核心开发的永磁磁钢成型磁场有限元分析系统,对改进磁钢压模的设计有很好的指导作用。     

采用有限元分析方法加快连接器的开发进程

通过模型软件来确定EMI屏蔽接触件的最佳合金材料，从而加快了连接器的开发和投放市场的速度，并优化了性能。     

船用双气隙异步盘式磁力联轴器的有限元分析

针对"育鲲轮"船用双气隙异步盘式磁力联轴器的使用性能,运用Maxwell 14.0软件对其进行有限元分析,得到其磁场强度分布、涡电流密度分布和扭矩。用搭建的磁力联轴器试验台对稳态扭矩进行了试验测量与验证,仿真分析得出的扭矩与试验结果符合较好,为磁力联轴器扭矩的分析提供了理论依据。此外对不同工况下的联轴器传动效率进行了对比分析,得出其传动效率在93%以上,为磁力联轴器在船舶领域的广泛应用提供一定的理论依据和借鉴。     

表面式永磁电机气隙磁场分析

针对表面式永磁电机齿槽结构复杂,应用传统许克变换法很难精确计算电机磁场分布的问题,将表面式永磁电机气隙磁场分为定子绕组和永磁体产生的气隙磁场两部分.应用许克变换工具箱将电机不规则空气间隙转化为几何上简单区域,分析电机定子绕组产生的气隙磁场.将永磁体等效为线电流,借助许克变换工具箱分析永磁体产生的气隙磁场.将定子绕组和永...     

考虑磁阻率张量的三维磁场有限元分析

在变化的磁场中,磁材料的磁阻率表现为一个三维二阶张量。在数值计算过程中通常把这个张量简化为标量或矢量,但在对计算精度要求比较高的时候,这个张量就应该被充分考虑。本文针对磁阻率张量,结合六节点三棱柱单元,推导了相应的有限元方程组。在新方程组中磁阻率张量中的非主对角线元素得以充分体现。基于这个方程编写了有限元计算程序,并利用有限元软件Femap做前处理与后处理,实现了对三维磁场的有限元分析。仿真结果表明,当磁阻率张量被设为不同形式时,磁场的分布会有一定程度的变化,且张量中各个元素所起的作用亦不相同。     

基于Halbach阵列的斥力型磁悬浮模型有限元分析

针对传统斥力型磁悬浮系统永磁部分磁密利用率低、悬浮高度不高、悬浮力小等问题,引入Halbach永磁阵列,对传统模型进行改进,其主要思想是在不改变模型材料与尺寸的前提下,将传统模型底部主磁环设计为Halbach阵列,利用Halbach阵列单边磁场的特点,提高底部主磁环的磁场利用率。分析结果表明,Halbach斥力型磁悬浮模型的磁场分布强度比传统模型大将近2倍;对于相同的悬浮高度,Halbach阵列结构模型的悬浮力明显高于传统模型,悬浮高度越低,二者的差异越大;对于同样重量的悬浮物,Halbach阵列结构可以获得更大的悬浮气隙。研究结果为斥力型磁悬浮模型的结构尺寸优化和悬浮控制提供依据。     

一种多自由度电机三维磁场分析及永磁体设计

在简述永磁球形多自由度电机的优越性能的基础上,针对一种新型永磁球形多自由度电机提出了4种永磁转子设计方案,对每一种永磁体结构进行了静磁场磁通密度模值和磁场分布计算,建立了球坐标下永磁体磁场解析求解模型,进行对比分析.同时基于三维有限元软件,对各种永磁转子结构的球形多自由度电机转矩特性进行了计算和仿真.设计制备了5个圆柱体组合结构的钕铁硼永磁转子来代替球形结构,制作了模型样机.理论分析和实验结果表明了所设计结构的有效性,转子易于实现三自由度偏转运动,并对转子永磁体的受力进行了测试,与仿真计算结果一致.     

采用新型磁性槽楔的永磁同步电机分析

针对磁性槽楔能够改善电机气隙磁导波形,减小气隙磁密谐波,削弱电机齿槽效应,从而减小电机损耗和转矩波动,提高电机效率的优异特性,提出一种新型的叠片式磁性槽楔。该结构能够进一步优化开口槽电机的气隙磁密波形,降低齿槽转矩,减小电机损耗,同时又不会影响电机定子槽漏抗。本文用解析法分析磁性槽楔磁导率对于气隙磁密谐波以及定子槽漏抗的影响,通过一台130kW的永磁同步电机模型,运用有限元仿真分析比较叠片式磁性槽楔与普通磁性槽楔的电气性能。     

基于有限元的永磁导轨磁场数值计算

文中采用有限元方法计算了永磁导轨的磁场分布,永磁导轨由NdFeB、铁构成。讨论了截断边界和开尔文变换边界对计算结果的影响。计算结果表明,采用开尔文变换边界的计算结果更接近实际情况,而且可以使求解区域大大减小,从而提高计算精度和准确性。为了验证计算结果的可靠性和准确性,根据模拟计算参数,制作了一条1：1的永磁导轨,导轨中心表面磁场达1．20T。测量结果表明,计算结果与永磁导轨磁场的实测值吻合较好。     

永磁机构在空气式断路器中可行性分析及其MATLAB仿真*

提出了一种新型的永磁机构(PMA)代替之前运用在空气式断路器(ACB)中弹簧机械机构的模型.通过有限元分析法分析永磁机构在开闸与合闸位置各种情况的磁场情况,然后根据仿真结果优化计算结果,并将计算好的电磁参数导入到以MATLAB为基础的仿真系统中.MATLAB联合仿真通过模拟PMA合闸与分闸过程,以及对仿真数据的分析,最后认可了PMA能够对空气式断路器的开合过程进行有效的控制,并且展现出了比传统弹簧机械结构更好的优越性.     

基于脉冲漏磁理论的铁磁性材料斜裂纹检测

在广泛应用于各行各业的铁磁性材料中,由于应力和环境等因素的作用,裂纹是其最常见的缺陷之一,且多以不规则的形状(如斜裂纹)存在。为了分析斜裂纹的脉冲漏磁信号特点,建立了脉冲漏磁检测斜裂纹的有限元仿真模型,对比分析了斜裂纹与垂直裂纹的脉冲漏磁信号的差异,提取并研究了相关特征量与斜裂纹尺寸的关系。同时,利用脉冲漏磁检测系统对几种斜裂纹进行了实验,检测结果与仿真分析结果一致,验证了利用脉冲漏磁检测斜裂纹的可行性,为下一步对斜裂纹的定量检测提供了理论指导。     

盘式永磁Halbach悬浮装置的磁场和力特性分析

针对电磁式(EMS)磁悬浮实现稳定悬浮需要复杂的闭环控制和悬浮气隙较小等问题,提出的盘式永磁Halbach悬浮装置是一种电动式(EDS)磁悬浮系统,具有悬浮气隙大和不需要复杂的闭环控制即可实现稳定的悬浮等优点.盘式永磁Halbach悬浮装置通过永磁体和导体板上感应出的涡流相互作用产生悬浮力和转矩.从电磁场理论出发建立悬浮装置的分环电磁模型,采用拉普拉斯分离变量方法进行磁场分布求解,并直接利用磁场分析所得的磁场分布结果求解次级悬浮力和水平转矩,给出磁悬浮装置的力特性与其参数的关系,证明在一定的相对速度下,装置可以输出足够大的悬浮力.建立有限元模型,通过分析得出系统的磁场分布以及电磁力等的分析结果;搭建实验平台对永磁电动式系统的基本特性进行研究,主要是悬浮力和转矩的测试;利用有限元计算和样机实验验证理论分析和计算结果的正确性.