串接式高能电磁作动器

日前江苏大学研发的“串接式高能电磁作动器”被授予实用新型专利.串接式高能电磁作动器的振子由两块以上的高强磁铁和两块外侧导磁板及一块或一块以上的中间导磁板按“外侧导磁板———高强磁铁———中间导磁板———高强磁铁———……———高强磁铁———外侧导磁板”的顺序串联而成,布置在振子中间的导磁板的厚度比振子最外端导磁板的厚度大,任意两块相邻的磁铁同极相对地夹住其间的中间导磁板.线圈保持架、电磁线圈和导磁外筒粘固成一体,穿心螺栓和片状弹簧从两端连接振子和导磁外筒.由于磁路缩短、磁阻降低、导磁板数量增多,可布置…     

高梯度静磁场的多通道磨粒检测传感技术研究

针对机械设备磨损在线检测系统存在的大流量和高灵敏度难以同时满足的问题，提出了基于对向布置环形磁铁的多通道磨粒在线检测传感器结构. 通过建立传感器磁特性及铁磁性磨粒磁化的数学模型，推导得到了磨粒通过传感器时磁场扰动的解析解；进而采用仿真与实验的方法验证了传感器结构参数对传感器性能的影响规律. 研究表明，铁磁性球体磨粒通过传感器时，其内部磁感应强度约为背景磁感应强度的3倍，且传感器感应线圈布置于磁铁外边缘比布置于磁铁内边缘时的检测灵敏度高约10.1%；同时，随着磁铁外径及两磁铁轴向间距的增加，传感器输出感应电压呈现先增加后下降的趋势.采用优化后结构参数的传感器可实现直径80 μm铁磁性磨粒的有效检测.     

一种新型三维负泊松比织物结构的压缩变形分析

对一种具有负泊松比性能的三维织物结构的压缩过程进行分析,讨论其变形机理,得到结构参数与泊松比间相互关系.三维织物结构压缩过程分析中不仅考虑织物结构几何参数的影响,还讨论了经纬纱弹性模量的影响.这一原因使压缩过程机理分析结果与实验结果有相同的变化趋势,随着压缩应变的增加,该三维织物结构的负泊松比效应愈加明显.但压缩过程分析中对纱线属性的假设与实际有差距和忽略经纬纱间各部分接触作用对泊松比的影响,以及实验误差,导致分析得到的负泊松比性能随压缩应变的变化略高于实验结果.考虑了结构的各参数对织物结构泊松比的影响规律的变形分析结果,对新型三维织物结构的设计具有一定的指导意义.     

磁压缩脉冲发生器的仿真与研究

设计一种应用于水中放电能够输出快前沿纳秒级高压窄脉冲的两级磁压缩脉冲发生器,根据磁脉冲压缩原理设计出磁开关相关参数,击穿水介质产生等离子放电通道需要均匀的电场,因此外置磁复位电路清理剩磁。选用铁基纳米晶磁芯在PSPICE仿真软件中创建磁开关模型并添加封装库,磁开关模型能够很好地模拟MPC(magnetic pulse compression)在实际应用中电压电流逐级压缩的工作状态。频率、脉宽和相位可调的优点使IGBT(insulated gate bipolar transistor)在实际应用中常作为初级控制开关,用于辅助MPC设计一种三极管电压反向放大延时电路封装开关模型,来实现与实际选用IGBT开关参数的对应。由仿真结果,50Ω电阻上输出一个上升沿90 ns,幅值8.5 kV的高压窄脉冲,前沿压缩倍数为6.4。     

交流电机驱动非理想振动系统的Sommerfeld效应

以偏心转子激励单自由度弹簧质量阻尼系统为分析对象，研究该非理想振动系统由交流电机作原动机时的Sommerfeld效应.引入交流电机电磁力矩公式来建立振动系统的动力学模型.基于小参数平均法，获取了振动系统响应的一次近似解.根据该解推导了稳态的电机力矩平衡方程.数值分析发现电机角速度与供电频率在共振区会出现跳跃现象，并且导致系统振幅与供电频率之间的关系曲线存在硬式非线性特征.通过稳定性判别条件解释了上述现象产生的机制，并且应用时域仿真的方法验证了本文所提理论方法的正确性.最后对关键结构参数进行了定量和定性的讨论.     

机械参数对弹簧质量块式加速度开关精度影响分析

针对弹簧质量块式加速度开关普遍存在过载值精度低、生产调试过程中动作过载值易发生偏移问题。文章对典型压缩弹簧质量块式加速度开关建立了力学方程,分析了弹簧弯曲角度、摩擦系数等机械参数对加速度开关的过载性能影响。得出压缩弹簧质量块式加速度开关的弹簧弯曲角度及摩擦系数对加速度开关过载性能的影响规律。得出加速度开关质量块与导向结构之间的摩擦系数ε0.04,加速度开关的压缩弹簧与导向结构中心轴之间的夹角θ1和θ2绝对值小于3°,能够使得加速度开关合格率达到90%以上的结果,对于产品生产控制提供了参考数据。     

基于朗道二级相变理论的铁单晶磁结构分析

利用朗道二级相变理论以及磁点群理论对于4种单晶铁,也就是阿尔法-铁、德尔塔-铁、伽马-铁以及伊普西龙-铁的磁结构进行了分析.其中,着重利用朗道二级相变理论中实现二级相变的条件和Birman的群选择定则来分析一定晶体结构的铁单晶如果发生顺磁铁磁相变后可能具有的空间对称性,进而得到铁单晶可能具有的磁结构.同时,得到的结论与之前文献报道中的结果进行了比较,发现符合得很好.     

永磁同步电机的无差拍电流预测控制优化算法

针对表贴式永磁同步电机(SPMSM)无差拍电流预测控制在电机参数发生偏差时会导致系统失稳，d、q轴电流发生大幅度振荡的问题，提出了一种鲁棒前馈电流预测控制算法。用前一时刻的参考电流和当前时刻的采样电流代替传统电压预测式中的当前时刻的采样电流，改变采样电流与参考电流的闭环传递函数，采用鲁棒因子对系统的稳定裕度进行调节，提高了控制系统的鲁棒性和稳定裕度。仿真结果表明，当模型电感分别是参考电感的2倍和4倍时，所提出的鲁棒前馈电流预测控制算法比传统算法q轴电流的方差分别减少了61.5%和67.3%。此外，针对电机参数失配时稳态电流静差扩大的问题，提出了一种增量式电流静差消除算法。通过相邻时刻预测电压、实际电流与参考电流的差值来计算下一时刻的给定电压，消除电机磁链参数对稳态电流静差的影响；利用实际电流与参考电流的误差对给定电压进行补偿，以减少稳态电流静差。仿真结果表明，当模型磁链分别是参考磁链的0.5倍、0.4倍和0.375倍时，所提增量式电流静差消除算法比传统算法q轴电流的误差分别减少了38.69%、56.94%和54.66%。     

磁罗经上装置软鉄所产生的自差系数

目前在研究磁罗经上装置软铁所产生的自差系数这一问题上存在着许多方法。我认为在一般苏联出版的有关书籍中所采用的方法,用装置软铁所产生的软铁参数代入到自差系数与软铁参数的关系式中去是比较简单的一种方法;对于学校教学来讲,也是比较好的一种讲解方法。但是,在苏联出版的有关书籍中,对于在罗经上装置软铁来联合消除D及E两自差系数的理论分析中,却没有采用前述的方法,而是用比较难理解的力的旋转的方法去解释。本文想用统一的比较简单的方法来研究用软铁来联合消除D及E两自差系数问题。这是本文的目的之一。     

一种桩筏基础分析法及应用

介绍一种考虑桩筏相互作用的桩筏基础分析方法.将桩简化为作用在筏板下面的具有一定刚度的弹簧,弹簧刚度根据桩顶平均荷载和桩顶沉降来计算.群桩中桩顶沉降包括桩身压缩和桩端沉降两部分.群桩中桩身压缩由单桩静载试验得到的桩顶沉降与桩端沉降之差求得,群桩的桩端沉降由分层总和法计算.采用有限单元法计算程序,结合算例,说明了本分析方法的应用特点.     

“磁筛”作用富氧结构磁场优化

对利用"磁筛"作用从空气中富集氧气的永磁体结构进行优化研究.在由两块方形永磁体叠放构成的磁场空间中,中心磁感应强度以及磁场空间对氧气分子的拦截能力随着磁体厚度的增加逐渐提高,但提高速率逐渐减缓,通过增加永磁体厚度增强磁场强度存在一定的饱和度.方形永磁体厚、长尺寸一定时,增加磁体宽度方向的尺寸使磁场空间内的磁感应强度逐渐降低,且在宽度方向上磁场均匀度降低,只有当永磁体厚宽比大于1时,磁场空间内磁场才能满足"磁筛"结构磁场空间内磁场均匀度的要求.永磁体厚度、宽度一定时,磁体长度变化对磁场空间磁感应强度影响较小,可以通过适当增加磁体长度,延长"磁筛"结构对空气的作用时间,增强"磁筛"结构的富氧效果.     

一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法

本文提出了一种排斥式磁悬浮平台的磁场设计方法。本方法选用电磁永磁混合单体,通过优化设计的排列组合方式形成产生排斥力的基底磁阵。由仿真结果可以看到均匀且成周期性的磁场分布。     

控制棒可动线圈电磁驱动机构电磁力增强机理

为了解释控制棒可动线圈电磁驱动机构加入永磁后电磁力增强的机理,对机构的电磁机理及分布进行了研究。利用Maxwell张量法及有限元分析技术,计算了加装永磁前后衔铁表面的电磁力的分布,分析了加装永磁前后磁密矢量和主气隙的磁通变化规律,并与传统螺管电磁铁进行了比较。分析得出,上永磁使磁密矢量方向向主气隙方向偏转,下永磁使衔铁内的磁通量增加,两者均增加了主气隙的磁通量,这是电磁力提高的主要原因。     

永磁弹簧的设计与计算分析

提出了几种永磁弹簧的设计方案，并给出了相应的计算方法。分别采用解析法、有限元仿真法计算分析了两个永磁体间的磁场力与其距离的关系特性，并由此组合构成不同形式的永磁弹簧，使其合力近似于一般机械弹簧的力学特性。实验结果与理论计算结果接近，表明笔者提出的方法适于永磁弹簧的设计与计算。     

磁力负刚度弹簧的汽车悬架非线性特性分析

为了提升汽车被动悬架隔振性能,利用永磁铁间异性相吸的特性,构建了一种用于在汽车悬架中产生负刚度的磁力弹簧。提出了将磁力弹簧增设于汽车被动悬架的隔振器内构成磁力悬架。依据被动悬架相关参数对磁力弹簧的材料、尺寸方面进行了分析选定。同时利用MATLAB/Simulink建立了汽车1/4磁力悬架模型,通过与普通悬架进行对比,分析了磁力悬架在时域、频域下的非线性特性及其传递函数和共振特性。结果表明：在保证系统总刚度大于零的前提下,磁力弹簧的非线性特性能够缩小悬架共振区间,增加悬架隔振效果。且随着非线性程度加深,隔振性能呈非线性增加。     

还原—扩散法制取Nd-Fe-B系磁体

为了降低具有卓越永磁性的Nd-Fe-B磁体的制造成本,使之更快得到推广使用,本文研究了采用还原—扩散工艺路线,直接用Nd_2O_3作为原材料制取Nd-Fe-B磁体的方法、研究了基本组元Nd和添加元素CO、Al的含量对永磁性能的影响,成功地制造出Nd-Fe-B系永磁体。其中最佳性能为Br=1.30T,_MH_C=0.46MA/m,(BH)_(max)=286.5KJ/m~3。实验结果还表明,氧在合金中起着有害作用,为了获得优异的磁性能,含氧量必须被控制在0.8％以下。     

永磁力矩马达的静态特性分析

本文在考虑永久磁铁磁阻的情况下,分析了永磁动铁式力矩马达的静态特性。提出静态特性和静稳定极限不但受磁弹簧刚度Km和机械弹簧刚度Ka比值的影响,而且还受永久磁铁磁阻的影响,并得出相应的静态特性曲线和静稳定极限值。     

矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场分析

通过分析磁场对磁控溅射过程的影响,总结出了矩形平面直流磁控溅射装置工作区域磁场的设计原则,并给出了两种磁体结构.采用有限元方法对一套装置的磁场进行了计算,磁场计算结果与测量值吻合较好.基于上述分析计算,研究了磁场分布对靶材刻蚀形貌的影响,并进一步提出了具体的磁场改进措施.采用分流条垫补方法可以改进磁场分布,如果磁场水平分量呈马鞍形分布,靶材的利用率可以提高,采用磁极斜面结构对磁场分布的改进意义不大.另外,错开磁体间安装接缝和对永磁体精确充磁能够有效提高工作区域磁场分布的均匀性.     

管道磁化的有限元优化设计

为计算磁路设计中永磁体几何参数对管道磁化效果的影响,采用了有限元方法研究管道磁化磁路中永磁体长度（10～40mm）、直径（25～100mm）改变时,管道表面缺陷（0.2mm深,0.2mm宽）产生的漏磁场的变化情况,得到了缺陷漏磁场水平分量B     

基于等效磁路的PMECD变种群规模遗传多目标优化设计

基于等效磁路模型,提出了一种使用引入死亡和战争因素的变种群规模遗传算法进行永磁涡流驱动器的多目标优化设计的方法.首先建立磁场分析模型,推导关键参数的解析表达式.在此基础上,以永磁体厚度、极弧系数、铜盘厚度以及永磁体个数为变量,以输出转矩、转动惯量和驱动器体积为优化目标,提出了基于熵值权重的永磁驱动器多目标优化函数,然后应用引入死亡和战争因素的变种群规模遗传算法来优化结构尺寸.优化结果得到了实验以及有限元仿真的验证,并且与其他算法进行了比较.结果表明,相比其他优化算法,该基于解析模型的变种群规模遗传算法在结构参数优化设计中有很好的计算效果.