减少轨道炮电极烧蚀的探讨

提出了外加控制磁场减少轨道电极烧蚀的方法,计算了试验条件下外加控制磁场的大小和空间分布,外加磁场线圈放在等离子体电枢电弧运动加速的起始段,控制磁场增加了电磁推力,加速了电弧斑点的运动,从而达到减轻烧蚀的目的．     

纵向磁场中的焊接电弧行为

以试验为基础，文章介绍了不同外加磁场条件下流强度、气动力等的分布状况及其变化规律，着重研究了产生上述变化的原因，分析了焊接电弧的运动机制，即在纵向磁场中，由于焊接电弧中带电粒子的飘移旋转运动，驱使电弧等离子流高速旋转，并使其变成为钟罩形电弧，其旋转方向和回转半径径取决于外加纵向磁场的方向和磁感应强度。     

磁驱动电弧转移的热流场分析

一个交变磁场被施加到一个转移的电弧上,以产生一个等离子体电弧来加热一个大的金属表面。电弧柱以交变电磁力的频率在金属表面振荡,外加磁场的大小控制振荡运动的摆动幅度。过强的磁场强度会使振荡电弧运动不稳定,电弧周围的气体流动对热流有很大的影响。     

长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统，对长间隙下不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄，获得了真空电弧开矿演变过程，通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场，保持了大电流下电弧为扩散型，降低了电弧电压。     

外加纵向磁场对TIG电弧特性影响的数值分析

基于磁流体动力学方程组,建立外加纵向磁场作用下TIG电弧的三维稳态数学模型,并运用FLUENT软件求解,获得不同磁感应强度下电弧的温度场和流场等特征参数.结果表明:与普通TIG电弧相比,在外加纵向磁场作用下,电弧形貌呈现空心钟罩形;阴极附近等离子体温度略有上升,电弧中心区域温度降低;阳极表面电弧压力和热流密度呈双峰分布,且极值降低,阳极加热面积增大.     

高压SF6断路器喷口烧蚀特性的模拟研究

对SF6断路器喷口的电弧烧蚀特性进行了模拟研究。根据理论模型和模拟计算结果发现，添加质量分数为1%-5%的填料，可以控制喷口对电弧能量的吸收，从而有效地改善喷口耐电弧烧蚀性能，当填料粒度大于10цm时，可延长喷口起始烧蚀时间。为提高喷口的耐电弧性能、延长SF6断路器的电寿命提供了理论依据。     

外加变位磁场作用GTAW焊接电弧的数值模拟

为了揭示外加变位磁场对GTAW焊接电弧的形态以及传热传质影响规律,建立了GTAW焊接电弧的数学模型;对比分析了无外加磁场,30°变位磁场,60°变位磁场作用下XZ截面(即Y=0截面)的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量的变化规律;并在电弧空间取一条路径Path1(X方向),详细对比分析了此路径上的电流密度、电弧温度、X方向电磁力分量、Y方向电磁力分量、压强、X方向速度分量、Y方向速度分量的分布规律.结果显示:外加变位磁场作用下的XZ截面的电弧温度场、压强以及Z=7.5 mm截面电磁力矢量均不再呈现对称分布.在Path1上随着变位角度的增加,电弧X方向电磁力分量"波峰"上移、"波谷"下移;电弧Y方向电磁力分量由零变为"双峰分布",再变为"单峰分布",且"波峰"上移;电弧X方向速度分量由类似余弦函数分布逐渐变为"单峰"分布,且"波谷"下移;电弧Y方向速度分量由零逐渐变为类似正弦函数分布,且"波峰"下移,"波谷"上移.     

外加纵向磁场惰性气体保护钨极电弧焊接熔池流动模型

在惰性气体保护钨极电弧焊接（GTAW）过程中,引入纵向磁场焊接,它是以LD10CS铝合金炙焊接材料,水冷紫铜板为阳极,实验用探针法测定外加纵向磁场GTAW焊接电弧电流密度的径向分布,。并在此基础上用磁流函数法详细推导了外加纵向磁场GTAW焊接熔池流体所有体积力的表达式,建立了外加纵向磁场作用下焊接熔池流体流动和传热过程的新模型,该模型考虑了外加纵向磁场的附加作用,使之更能接近外加纵向磁场GTAW焊接的实际,为外中纵向磁场GTAW焊接机理的研究提供了条件。     

低压断路器中电弧运动磁流体动力学模型的仿真研究

根据低压断路器开断时电弧起弧的物理过程,建立了以磁流体动力学（ ＭＨＤ） 为基础的电弧模型．根据气流场,结合热场、磁场与电流分布,对低压断路器的电弧运动过程进行了数值模拟研究,经对磁场在电弧初始运动阶段对电弧运动的影响进行数值分析,结果表明：电弧在磁场中运动得更快,并且可以更有效地被冷却．     

磁场中真空电弧液滴喷溅分析

分析了在外加磁场作用下，真空电弧镀膜中阴极靶面液池的受力情况，导出了液滴喷溅特性受磁场影响的关系式。结果表明，纵向磁场将使喷溅方向发生偏转，形成一发射角，液池所在位置不同发射角也不同。一维横向磁场将使液池发生偏心喷溅，加剧了液滴的发射；二维横向磁场则可减轻液池的喷溅。     

圆极化电磁波加速电子机制的研究

鉴于电磁波加速带电粒子能够满足低能粒子加速器设计紧凑、低能高效的要求,为提高带电粒子的加速效率,在现有的两种加速机制(介质折射率逐渐减小且外加磁场保持恒定以及外加磁场逐渐增强且介质折射率保持不变)基础上提出一种新的加速机制,即在折射率递减的介质中,电子在圆极化电磁波(CPEMW)和外加梯度磁场共同作用下加速。对3种加速机制的加速效果进行比较,结果表明:新机制的加速效果明显优于现有两种加速机制单独作用时;新加速机制能够有效避免在加速过程中电子的回飞问题。     

横向交变磁控DP-TIG焊电弧熔池特性研究

外加交变磁场可改善大电流高速焊接时的焊缝成形缺陷,为获得不同励磁参数对DP-TIG(deep penetration,TIG)焊接电弧和熔池特性的影响,在横向交变磁场作用下,对12 mm的Q345B板进行了DP-TIG焊接试验.通过高速摄像系统观察电弧形态,采用小孔法测量电弧压力,基于金相腐蚀法分析熔池截面.结果表明:与无磁场作用时的DP-TIG电弧相比,在横向交变磁场作用下,DP-TIG电弧形态发生明显变化,电弧压力峰值随交变频率的增大先降低后增大,熔池截面形态由指状向锅底状过渡,且镍基堆焊时,焊缝表层铁含量在5%以内,焊材被稀释程度较低.     

长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统,对长间隙下（开距４０ｍｍ）不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄,获得了真空电弧形态演变过程．通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场,保持了大电流下电弧为扩散型,降低了电弧电压．通过观察电流过零后的真空电弧图像,发现了真空电弧的重燃点位置,并提出了清除的措施     

极性对载流电弧演化及其烧蚀的影响

在自制的载流电弧试验机上进行了极性对载流电弧的演化过程和烧蚀影响试验。试验结果表明:当钨探针为阳极、铜试样为阴极时,载流电弧燃烧剧烈,燃弧时间长,大量蒸气溢出,载流摩擦副的烧蚀严重;当钨探针为阴极、铜试样为阳极时,载流电弧燃烧剧烈程度明显减弱,燃弧时间短,少量蒸气溢出,载流摩擦副的烧蚀较轻。载流电弧具有明显的极性特性,从带电粒子的产生机理、电弧状态和电弧烧蚀机理方面进行了分析,发现阳极材料蒸发气化是电弧燃烧的主要影响因素,可通过分散电子对阳极材料的热输入来抑制电弧燃烧,缩短金属蒸气态电弧存在时间以减轻电弧烧蚀。     

外加纵向磁场移动焊接熔池流场和传热耦合分析

建立了外加纵向磁场移动(GasTungsten Arc Welding，简称GTAW)三维熔池中的电磁场、流场与热场的数学模型，利用ANSYS软件所提供的多耦合场分析功能，对熔池中电流密度与通电线圈产生的磁场分布，以及外加纵向磁场作用下移动GTAW三维熔池的流场与热场进行了研究．研究发现，熔池中的电流密度在熔池中心以外的某一环形区域达到最大值，空心圆柱线圈产生的磁场可以近似为纵向磁场，而且在外加纵向磁场作用下，焊接熔池液态金属做高速旋转运动(0．23m／s)，可使熔池呈现“宽而浅”的形状．     

用高速摄影法研究电弧运动

作者根据电弧运动这一特定的研究对象,选用了三种高速摄影方法,对横向磁场中的电弧运动过程分别进行了多次拍摄试验。分析比较了此三种方法的优缺点及适用范围。 作者用第三种高速摄影方法观察了熔丝引燃过程、电弧起始停滞现象、弧根在运动过程中的停滞现象、弧柱运动和电弧熄灭过程,发现其中某些特异现象及电弧运动的过程细节,对于进一步探索电弧运动机理有重要意义。     

SF6自能膨胀式断路器喷口烧蚀的数学模型

喷口烧蚀是 SF6 自能膨胀式断路器研制中需要考虑的因素之一。通过分析电弧烧蚀喷口材料的机理 ,认为喷口烧蚀是在电弧能量的传导和辐射共同作用下引起的。将喷口烧蚀分为加热和烧蚀两个过程 ,并且 ,基于 Fourier导热微分方程分别建立了相应的数学模型。给出了开断过程中数值计算喷口烧蚀量的方法 ,计算并分析了烧蚀量与电弧电流及燃弧时间的关系。结果表明 :当开断电流大于一定值后 ,喷口烧蚀量增加较快 ;在电流峰值期间 ,喷口烧蚀量增加的最快。     

轴向磁场中弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响

为了明确弱自转对电弧的螺旋不稳定性的影响，采用势物型电导率和与时间有关的线性微扰理论，给出了有弱自转存在的热热分布（温度分布）、稳定性条件以及不稳定性增长率等定量结果；得出了迎着外加磁场方向，自转为顺时针方向时，稳定区域增大；反之，减小。     

分离速度对滑动载流摩擦过程中电弧及其烧蚀的影响

滑动载流摩擦中电弧的产生及烧蚀对摩擦副的寿命及可靠性具有重要影响。利用自行设计的点接触载流摩擦磨损试验机,研究了摩擦副的分离速度对电弧形态、电弧能量以及烧蚀表面的影响。研究结果表明:随着分离速度的增加,电弧被拉长的速度加快,电弧能量以及摩擦副表面的烧蚀程度降低。烧蚀表面的形貌可分为3个椭圆层:最外层为热影响区,中间层为喷溅产物沉积区,中心层为熔融区。热影响区和喷溅产物沉积区,在燃弧的不同时期对摩擦副的烧蚀程度也不同,起弧方向的烧蚀程度大于熄弧方向的烧蚀程度。     

AgNi触头材料电弧侵蚀形貌的类型及其形成机理

在CKS触头材料试验机上,对不同Ni含量的AgNi触头材料作了分断试验,试图解释在电弧侵蚀过程之后.由分断电弧引起的各种表面形貌形成的机理.首次探讨了由单次分断电弧烧蚀成的阳极和阴极表面的侵蚀形貌特征,归纳了由单次和多次电弧烧蚀引起的8种表面形貌类型,解释了这些表面形貌类型的形成机理和在电弧侵蚀过程中的作用.