球刻痕法对高磁感取向硅钢磁性的影响

试验研究了球刻痕法对高磁感取向硅钢的铁损、矫顽力、相对磁导率、巴克豪森噪声等磁学性能的影响.研究结果表明:经过球刻痕处理后,高磁感取向硅钢的铁损明显降低,矫顽力下降,8mm球刻痕过后铁损值与矫顽力分别下降162%和147%,且铁损和矫顽力均随刻痕间距降低而减少.刻痕后的高磁感取向硅钢磁导率在高磁感应强度下明显上升,刻痕后巴克豪森噪声值明显降低,经过对比分析确定8mm为球刻痕的最佳刻痕间距.从磁畴观察、细化磁畴的原理等方面解释了细化磁畴对高磁感取向硅钢性能的影响原因.     

微磁检测中表面切向磁场强度的线性外推测量方法

表面切向磁场强度是微磁检测中磁特征信号的重要解析标度,其测量精度直接影响微磁检测结果的精度.提出利用霍尔元件阵列同步测取不同提离位置的切向磁场强度,基于线性外推原理准确测量表面的切向磁场强度的新方法.采用有限元仿真优化设计出磁场调整结构,放置于微磁传感器U型磁芯内跨距,可降低切向磁场强度沿提离方向的变化速率,提升线性外推法的精度并抑制提离波动对测量结果的影响.在65Mn钢板中进行的实验测试结果表明,相比电流估算法和单一霍尔元件测量法,应用线性外推法时传感器对磁滞回线的测量精度更高.此外,当磁芯与试件表面的提离处于0～0.5mm范围时,应用线性外推法时传感器对65Mn钢板磁特性参数(饱和磁感应强度和剩余磁感应强度)的测量误差均小于1.13%.     

基于数值分析法的真空室组对焊接热变形及影响因素分析

焊接过程中大型薄壁曲面零件的变形控制是影响其质量的关键。文章以真空室的组对焊接为对象,基于有限元热-结构耦合方法,研究焊接变形和真空室曲率大小之间的关系,探究夹持点位置和个数对真空室焊接变形的影响。结果表明,真空室的曲率半径越大,焊接变形也越大。研究得出减小焊接变形的措施为:对于真空室中曲率半径较小且长度较短的圆弧处,应不予夹持或仅中点夹持;对于曲率半径较大的圆弧处,应均匀布置较多夹持点;对于不同曲率的圆弧过渡处,应予以夹持、且靠近较大曲率圆弧处应施加额外的夹持。该研究为真空室以及类似薄壁曲面零件的焊接提供一定的技术指导。     

水下无人潜航器远程遥控磁传感器设计

基于超/甚低频电磁波的传播特性,提出陆上发射控制指令以实现水下无人潜航器远程遥控的设想;对比分析几种水下接收天线的优缺点,提出小型化高灵敏度感应式磁传感器水下接收遥控信号的方法;为提高小型化磁传感器的灵敏度,采用纳米晶叠片磁芯降低损耗噪声,使用低噪声电子对管降低放大器电压噪声与电流噪声,通过斩波放大技术减小放大模块的1/f噪声,并优化感应线圈的设计以降低热噪声;确定了一组500mm长度磁传感器的设计参数,并仿真该参数下传感器的灵敏度,结果表明该小型化磁传感器的灵敏度满足超/甚低频段水下遥控信号接收的需求.     

基于微悬壁梁结构及抗体-微磁球技术的生化免疫传感器的设计与优化

针对能从大量待检测的生物分子群中,高分辨性及量化检测出某种特异性生物分子的新型免疫传感器的研制,采用有限元分析方法及完整的理论数学模型,设计仿真出这种基于悬壁梁结构及抗体微磁球技术的新型生化免疫传感器,同时实现传感器的可复用性.特别是,此种免疫传感器很容易通过微细加工技术进行批量生产.执行控制电路、读出电路及传感器利用CMOS技术集成在同一芯片上,实现片上集成微系统.针对U型悬壁梁的结构进行了优化设计,结合经典力学的悬壁梁静态应力分布及考虑1/f噪声、白噪声,推导出了U型悬壁梁结构所需的传感器灵敏度、最小感应力,建立了仿真数学模型.应用ANSYS、matlab、femlab等有限元分析软件,设计仿真出悬臂梁表面的微电磁场分布规律.从而得到实现抗体-微磁球技术所需的微电感线圈结构.     

巴克豪森噪讯无缝线路应力检测仪的研制及应用

利用磁巴克豪森效应原理研制了巴克豪森噪讯无缝线路应力检测仪,该检测仪可用来检测铁轨的内部应力、表面硬度及疲劳损伤,可以实现在线、瞬态以及便携式测量。通过在北京丰台区工务段选取一段无缝线路,采用该仪器对此段无缝线路的缓冲区、伸缩区以及固定区进行定点检测,研究整根铁轨内部残余应力的变化,发现铁轨内的残余应力基本维持在一个固定的数值,从实验过程和结果得出该检测技术是可行的。     

交叉线圈式磁致伸缩导波传感器结构参数优化

为了使交叉线圈式磁致伸缩扭转导波传感器中高饱和磁致伸缩带的振动通过耦合剂和环形线圈传递到待测构件,优化其结构参数以提高传感器的耦合效率,基于交叉线圈式磁致伸缩扭转导波传感器的传感原理,针对环形线圈线径和覆盖率这两个结构参数,从振动耦合机制出发分析了环形线圈结构参数对能量耦合的影响,提出了一种用于环形线圈结构参数设计的优化方法,最后通过实验验证了该优化方法的可行性.将通过该方法优化后的最佳线圈线径和最佳覆盖率运用到传感器中,传感器换能效率提高了28%.     

由幂平均曲率和外力场之差支配的凸超曲面的发展

考虑由幂平均曲率和外力场之差支配的超曲面的发展.证明外力场为常向量场时,初始超曲面的凸性是保持的,且曲率流在有限时间内爆破.对于线性外力场,初始超曲面的凸性保持.而且,若线性常数为负数,则曲率流在有限时间内爆破;若线性常数为正数且初始曲率小于某一与外力场有关的常数,则曲率流光滑地存在于任意有限时间区间,并发散到无穷;若...     

含曲率结构裂纹的超声红外热波检测数值仿真

针对含曲率结构中裂纹缺陷的检测,采用数值仿真方法研究了超声红外热波技术的可行性。建立不同曲率含有裂纹缺陷复合材料构件的有限元模型,在超声波的激励作用下,获得了构件表面温度分布图,实现了对裂纹缺陷的检测,并对比分析了构件的曲率对检测结果的影响。结果表明:超声热波方法可以应用于含曲率结构的裂纹缺陷检测,并且结构的曲率越大,检测结果越好。     

内啮合摆线转子压缩机型线连续性条件研究

为了得到内啮合摆线转子压缩机结构参数对内转子型线连续性影响的关系,首先采用显式参数方程建立了内外转子型线方程,分析了能够构成型线的最基本条件.考虑到内转子型线方程的复杂性,根据Frenet定义,通过推导短幅外摆线曲率和曲率半径的方式,间接地得到了内转子各点的曲率和曲率半径,分析了型线上曲率半径的极值点,将其分为3种不同情况进行讨论,最终得到了内转子型线无过切的判定依据.根据给定的内外转子齿数、基圆半径和齿顶圆半径等基本结构参数,通过所得到的判定依据,可直接显式计算出合理的偏心矩范围.所研究的结果和文献上已有研究结果基本一致,但研究过程的几何意义更加明确,得到的结论涵盖了已有文献尚未包括的情况,可为内啮合摆线式流体机械的设计提供一定的理论参考.     

LS-SVM算法在无缝线路锁定轨温检测中的应用

提出一种改进的基于磁巴克豪森噪声（MBN）技术的无缝线路实际锁定轨温检测方法。该方法使用MBN技术检测钢轨温度应力,使用轨温计检测表面轨温,并采用最小二乘支持向量机（LS-SVM）算法建立线路的钢轨温度应力随钢轨表面轨温与实际锁定轨温差值变化的预测模型,最后将预测模型得到的温差和钢轨的表面轨温用于计算实际锁定轨温。通过对河北保定的一段无缝线路进行钢轨温度应力及表面轨温检测,证明该方法能提高检测的精度。     

飞机受损件打磨表面形状对激光喷丸残余应力的影响

为研究飞机受损件经打磨后表面形状对残余应力分布的影响,文中对飞机受损件腐蚀损伤区域打磨后的表面形状进行分类,并对表面形状进行函数表征,采用ABAQUS软件完成了不同表面形状及曲面曲率下激光喷丸的有限元模拟.模拟结果表明,激光喷丸后,材料表面最大残余压应力由大到小的表面形状依次为双凹面、凹圆弧面、凸凹面、平面、凸圆弧面、双凸面,表面形状对残余压应力层深度影响较小.随着曲面曲率的增加,双凹面、凹圆弧面、凸凹面表面最大残余压应力逐渐增大,而双凸面、凸圆弧面表面最大残余压应力逐渐减小,曲面曲率对残余压应力层深度影响较小.     

基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理与仿真

针对金属磁记忆检测技术目前尚不能对微观缺陷进行定量检测的问题,在分析基于力磁耦合的金属磁记忆检测机理的基础上,利用Jiles力磁耦合准则及宛福德的磁性物理学,推导出了磁导率与应力之间的数值关系,并通过ANSYS有限元仿真软件建立了二维力磁耦合模型,研究了微观缺陷深度和宽度对构件表面空间中磁记忆信号的影响规律。仿真结果表明：通过提取磁记忆信号法向分量峰峰值之间的间距可以对微观缺陷的宽度进行定量,提取磁记忆信号法向分量的峰值可以对微观缺陷的深度进行定量。     

铁磁屏蔽对脉冲涡流检测的影响机理

针对脉冲涡流进行缺陷检测经常受到激励磁场和背景磁噪声干扰的问题,提出对缺陷处进行铁磁屏蔽的方法。在脉冲涡流检测中的磁屏蔽理论分析基础上,建立了脉冲涡流检测的有限元仿真模型。仿真表明:对于铁磁性构件,铁磁屏蔽能够使感应涡流尽可能地分布在缺陷附近,该措施减弱了检测信号的幅值,但对于不同深度的缺陷能够更好的辨别,能有效提高缺陷检测的灵敏度。根据有限元仿真结果,制作了铁磁性材料的磁屏蔽罩。实验表明:在铁板的表面,铁磁屏蔽能有效提高其检测信号灵敏度,而在铁板亚表面,灵敏度获得的提升较小。     

双向往复加载下钢筋混凝土柱破坏过程的数值模拟

目的为准确地模拟双向往复加载下钢筋混凝土柱构件的非线性及断裂破坏行为,实现钢筋混凝土框架结构强震作用下的倒塌破坏全过程仿真分析.方法基于通用有限元软件ABAQUS的显式求解模块,研究了钢筋混凝土梁柱构件纤维梁单元的构型及单元消除技术,构建了包含材料破坏准则的钢筋、混凝土单轴本构关系,利用用户材料接口VUMAT编制了相应的计算子程序,并模拟了钢筋混凝土柱构件在单、双向水平往复荷载作用下的非线性性能发展以及断裂破坏过程.结果在加载幅值较小时,计算结果能够准确模拟双向往复加载下钢筋混凝土柱的承载力与刚度变化、滞回捏拢行为以及双向弯曲耦合效应.在水平位移加载幅值分别达到45 mm、90 mm、165 mm时,构件中的保护层混凝土、核心混凝土、钢筋完全破坏,构件断裂.而单向加载构件的水平位移加载幅值达到285 mm时,构件才发生断裂破坏.结论计算结果与试验结果吻合良好.笔者方法能够较为准确地模拟钢筋混凝土柱在双向弯曲荷载作用下的非线性及断裂破坏过程.双向弯曲耦合作用严重降低了钢筋混凝土柱的承载能力及耗能性能.研究成果可用于钢筋混凝土框架结构在强震下的倒塌过程模拟分析.     

基于支持向量机回归的曲面零件涡流测距标定方法

以燃料贮箱筒段外表面聚氨酯泡沫层厚度测量精度要求为例,开展4种常见曲率筒段试件标定试验;提出基于支持向量机回归的涡流测距标定方法,建立提离距离预测模型(LDPM),用于曲面零件涡流测距;研究曲率对涡流测距测量误差的影响规律.根据测量误差产生的原因将测量误差分为两部分:表面曲率误差和其他误差,分析误差分量在传感器量程范围内相对大小的变化规律,为曲面测量误差补偿提供参考依据.此外,对比分析LDPM与常用标定方法获得的标定函数在测量精度、计算速率方面的优劣,为曲面零件涡流测距选用何种标定方法提供建议.研究结果表明:LDPM在传感器量程初始阶段,表面曲率误差对曲率不敏感;在量程中点附近,表面曲率误差绝对值随着曲率的增加,先减小后上升;在终点区域,表面曲率误差绝对值随着曲率的增加而上升.在整个量程范围内的不同测量区间,其他误差保持不变.此外,LDPM可以将测量误差控制在[-0.5, 0.5] mm,精度与5项多峰高斯拟合相当,高于4次多项式拟合,能够满足厚度测量精度要求,无损检测操作方便.     

基于多纵模掺铒光纤激光器的有源曲率传感器设计

提出了一种基于多纵模掺铒光纤激光器的有源曲率传感器,并对传感器进行了理论设计.通过将掺铒光纤粘贴于简支梁并采用拍频解调的方式对曲率参量进行传感.利用5次多项式拟合拍频与曲率半径的理论关系曲线表明该传感器的R2达到了0.999 94,说明设计符合实际应用场合的需要.     

基于影响线多源信息融合的悬索桥损伤识别

为了精确识别悬索桥结构构件的损伤位置及程度,建立悬索桥空间结构有限元模型,通过模拟准静态加载提取并分析结构的位移、应力影响线,并构建了影响线曲率差指标,通过提取结构振型与频率,构建悬索桥结构柔度矩阵,并构造柔度曲率差变化率指标,用于悬索桥结构构件损伤识别。基于Dempster- Shafer证据理论融合影响线与柔度指标,对模型中纵向下弦杆、纵向斜腹杆和吊杆的不同位置与程度损伤进行识别敏感性研究。研究表明,柔度曲率差变化率损伤识别指标比影响线损伤识别指标对悬索桥构件损伤更为敏感,信息融合指标比单一损伤识别指标损伤定位精度更高,且具有较好的噪声鲁棒性。     

电动汽车无线充电系统参数对耦合影响的研究

为提高电动汽车无线充电系统耦合能力以增强系统的传输效率, 总结了现有的无线电能传输(WPT: Wireless Power Transmission)方式, 分析了基于磁感应耦合电能传输(ICPT: Inductive Coupled Power Transfer)技 术的电动汽车无线充电系统的工作原理, 建立了带有磁芯的 ICPT 系统互感计算模型, 对系统互感与磁芯属性、 线圈属性、 轴偏移距离的关系以及不同结构松耦合变压器的磁屏蔽效果进行了仿真分析。 结果表明, 磁芯属性 对系统互感的影响有上限, 而线圈属性对系统互感的影响无上限, 发射端摆放条形磁芯且接收端摆放圆盘形磁 芯的 ICPT 系统能满足电动汽车无线充电系统的电源需求和电磁屏蔽要求。     

紧凸超曲面在一类带外力场的平均曲率流下的收缩

在文献[1]中作者们证明了,若外力场函数是某类线性函数时,带外力场的平均曲率流短时间存在,且保持凸性.在此基础上证明了若初始曲面是严格凸紧超曲面时,曲面在有限时间内收缩为一点.