连铸板坯行波电磁搅拌器磁感应强度的影响因素

采用三维高斯计在实验室测定了自行研制的板坯连铸用行波搅拌器的磁场变化规律。结果表明,在给定输入频率与两相对磁极间距下研制的双侧搅拌器的磁感应强度随输入电流的增加呈线性增加,为了使搅拌器中心的磁感应强度达到600×10^-4T,输入电流约为600 A。在(180~220)mm×(900~1 630)mm板坯连铸机单侧二冷电磁搅拌现场测试结果表明,如采用所研制的双侧直线型电磁搅拌器时,输入电流只要445~595 A,中心磁场的磁感应强度即可达(450~600)×10^-4T,有效地提高了搅拌效率。     

高性能电磁开关铁心材料100AW800DC的试验研究

通过工业生产结合实验室退火试验研究,成功研制出高性能的电磁开关铁心材料100AW800DC,其性能达到电磁开关铁心材料的 先进水平,横向厚度偏差约为26 μm,在平均晶粒尺寸约60～80 μm范围内,所获得的电磁性能最佳。通过模拟产线退火试验,在870 ℃加热4 min44 s条件下,可以获得铁损P1.5/50达到最低5.826 3 W/kg、磁感应强度B2500为1.631 8T、硬度HV5为159、屈服强度Rp0.2为324 MPa的材料性能。     

超磁致伸缩振动传感器输出特性的实验研究

超磁致伸缩材料Terfenol-D在机械应力作用下,磁化强度会发生变化,这种效应为逆磁致伸缩效应或Villari效应,利用该效应可以制作将机械能转换成电能的振动传感器。进行振动传感器的实验研究,结果表明在合适的偏置磁场和较小的预应力偏置条件下,传感器输出的感应电压峰-峰值较大,传感器输出感应电压的峰-峰值和输入振动信号的频率和幅值成正比。基于电磁学原理和铁磁材料的磁化强度模型,计算振动传感器的偏置磁场和预应力对感应电压输出的影响,并计算振动传感器在机械振动输入条件下的感应电压输出,实验结果与计算结果基本相符。实验结果和计算结果为振动传感器的优化设计和应用打下基础。     

常化工艺对27AHSW450高强度无取向硅钢织构和磁性能的影响

对27AHSW450高强度无取向硅钢进行了不同工艺制度常化实验。结果显示,经900~1 030 ℃常化50 min后,950 ℃才可观察到几乎完全回复和再结晶的等轴晶。取向由近热轧板织构分布特征向随机取向的织构过渡。经950 ℃终退6 min后,成品板中织构分布趋于一致,主要由λ织构、α*织构和强γ织构组成。成品的轧向磁感应强度优于横向。900 ℃常化时磁感应强度最佳值为1.64 T。横向和纵向的铁损差异不大,950 ℃常化时铁损值最低,为25.1 W/kg。     

基于磁偶极子模型的集输管道腐蚀非开挖检测

针对埋地集输管道在非开挖条件下的腐蚀检测难题，根据磁偶极子模型，考虑腐蚀缺陷磁荷分布，建立一种埋地集输管道腐蚀缺陷自漏磁场模型。通过数值模拟方法研究了腐蚀缺陷磁感应强度波形特征及不同离地高度、腐蚀缺陷尺寸对磁感应强度的影响。结果表明：腐蚀缺陷处B_x和B_z出现极值特征且方向相反，B_y出现过零点特征且峰值改变方向；离地高度与B_x和B_z的极值及B_y的峰值成反比；腐蚀缺陷尺寸与B_x和B_z的极值及B_y的峰值成正比。根据油田现场检测数据，选取14处开挖点验证了腐蚀缺陷磁感应强度分布特征，选取3处开挖点验证了离地高度及腐蚀缺陷尺寸与磁感应强度间的关系。     

固体推进剂和矩形试件的磁性能试验研究

为分析固体推进剂在外界磁场下的磁特征，利用亥姆霍兹线圈产生均匀磁场，开展不同磁场强度下固体推进剂和矩形试件的磁性能变化规律研究。试验结果表明，准静态磁场中端羟基聚丁二烯（Hydroxyl Terminated PolyButadiene,HTPB）和硝酸酯增塑聚醚（Nitrate Ester Plasticised Polyether,NEPE）推进剂、三元乙丙橡胶（Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM）绝热层和T700碳纤维复合材料等均表现为极弱或没有磁性，D406A合金钢磁感应强度呈现非线性增大趋势，而45#钢和20#钢的磁感应强度增加量分别为6.1%和5.6%。试验后D406A合金钢存在剩磁，磁场强度约0.5～0.7mT，而45#钢和20#钢则不存在剩磁，产生差异的原因主要与过渡金属类型和含量相关。当离开推进剂表面一定距离或推进剂厚度增加时，矩形试件的磁感应强度迅速衰减，当距离超过5mm时，无限趋近于外界背景磁场。     

低频电磁振动台非均匀气隙磁场优化设计

针对大行程低频电磁振动台气隙磁感应强度参数非线性导致振动激励信号产生失真的问题,在电磁振动台机电耦合模型分析基础上,采用电路等效原理建立大行程磁路简化数学模型,并基于Ansys Maxwell软件对气隙磁感应强度的非均匀分布特性进行仿真分析。基于连续混合整数非线性规划算法,分别仿真分析不同内磁轭母线轮廓及端面结构非线性参数对应的气隙磁感应强度分布特性,得到具有最小不均匀度的变气隙及变截面磁路最优解。仿真结果表明:变气隙和变截面结构分别将优化前25.95%的不均匀度降低到7.09%和2.70%,变截面结构具有更好的优化效果。设计的优化磁路结构可有效改善大行程低频电磁振动台气隙磁感应强度的非线性,降低输出振动信号的失真度,提高低频振动校准精度。     

压缩机电机用无取向硅钢二次退火组织和磁性能

对不同成分体系的无取向硅钢进行相同工艺的二次退火试验，研究了不同成分体系的无取向硅钢二次退火后组织和磁性能的演变规律。结果表明，二次退火能进一步增大无取向硅钢的铁素体晶粒尺寸，提升磁性能。二次退火后无取向硅钢磁性能的提升潜力与无取向硅钢的成分体系有关，与成品退火温度无关。其中，高Al成分体系的无取向硅钢二次退火后铁素体晶粒更易长大，平均晶粒尺寸达到159μm,铁损降幅最大，达到了1.14 W/kg,磁性能最优；除此之外，二次退火还能显著提升无取向硅钢在低磁场强度下的磁感应强度，进而提高无取向硅钢在低磁场强度下的磁导率；在电机工作磁感0.5～1.5 T区间内，二次退火后无取向硅钢的磁导率明显高于二次退火前。针对需要二次退火的压缩机电机铁芯，采用高Al成分体系的无取向硅钢有助于提升电机性能。     

基于Maxwell烧结钕铁硼模具磁场模拟分析

以SKH45压机为例，基于Maxwell三维数值有限元分析软件建立电磁应用系统的仿真模型。在仿真中定义了压机各部分材料属性，并加载边界条件，求解及后处理。分析模具的磁场和电流密度分布，直观地展现了模具磁场分布和力矩信息。根据不同产品需求，设计一款新模具，并将新模具与旧模具磁感应强度对比。该仿真结果能够对模具设计提供参考，降低模具设计成本、缩短模具开发周期。     

直井随钻测斜磁流变液式负脉冲发生器研究

随钻测量是掌握井下实时钻进信息并在此基础上进行优化控制的最佳手段，目前在油气钻井中已大量应用。钻井液压力脉冲传输是随钻测量信号传输的主要方式，虽然应用广泛，但在传输速率、功耗和精度等方面仍存在较大提升空间。为此，研发了一种用于随钻测斜的磁流变液式负脉冲发生器。阐述了磁流变液式负脉冲发生器的结构与工作原理，设计了磁流变液式负脉冲发生器的结构模型；基于麦克斯韦方程组、安培环路定理和高斯磁通定理，确定了影响脉冲发生器制动性能的参数，主要有电流、磁流变液材料参数和磁导绕管壁厚等；在选定类型磁流变液材料的基础上，基于ANSYS Electronics软件研究了电流、磁导绕管壁厚等参数对感应电磁场强度及其分布特性的影响。研究所得的结构模型、理论分析方法、仿真分析结果等可为磁流变液式负脉冲发生器的开发提供支撑，促进随钻测量技术的发展。