带开孔金属腔体内部耦合场强分布的实验研究

对入射频率100～1 000 MHz内通过矩形开孔耦合入金属腔体内部的场强分布进行了实验研究,分析了矩形开孔尺寸与发生谐振现象时腔体内部场强分布间的关系,为从理论角度定量研究腔体内部耦合场强分布提供了实验依据,对电子设备金属腔体内的PCB板或敏感元器件的放置方式起到一定的指导作用.     

提高亚网格FDTD法对细导线电流的模拟精度

提出了在时域有限差分（FDTD）方法中应用亚网格技术精确模拟细导线上电流的改进方法——圆形积分回路法。通过计算同轴线特性阻抗、无限长细导线对 E 型平面波的散射电流以及单极细圆柱形天线的输入导纳,对所提出的方法作了验证,证明了该方法比常用的矩形积分回路法对细导线上电流的模拟要精确得多。     

HEMP环境下屏蔽箱体对贯通导线感应电流的影响

屏蔽箱体上的贯通导线可以使箱体内部电路上的HEMP感应电流显著增加,研究表明这是由HEMP直接与导线及其周围导体耦合作用的结果,辐射耦合对其影响很小。此研究对电子装备的设计和安装有一定的指导意义。     

关于金属导线中直流电能的传输

研究了金属导线中的电磁能流分布问题,提出不同于传统电磁学教科书的观点。理论分析和实验表明:在直流电路中金属导线的分界面,外部的静电场沿导线的纵向分量与内部的稳恒电场并不严格相等。在金属导线外面的空间,坡印廷矢量仅仅是一个数学定义,没有形成真实的能流,所以没有电磁能流从金属导线外部传输到导线内部,而直流电能完全是在金属导线内传输的。     

汽车点火系统电磁干扰的模拟仿真

点火系统工作时初级回路的瞬变电压引起的传导干扰将对蓄电池电压造成冲击,并通过导线干扰车内ECU和其它电子设备的正常工作;同时火花塞间隙击穿时的火花电流噪声对车内形成极强的辐射干扰.根据点火过程中初级电路和次级回路建立的电路模型,计算了点火线圈初级电压、电流在开关闭合到断开过程中的波形变化和次级回路的火花电流,并将高压导线等效为单极天线计算了在车内的辐射电场分布,比较了高压导线的工作频率和终端负载的影响.研究表明,采用阻尼导线和增大火花塞内电阻都可以有效抑制火花电磁噪声.     

趋肤效应下传输线高频交流电阻的分析

信号传输线的趋肤效应直接影响传榆性能。通常引用半无限大导体对入射电磁波的衰减规律来定性说明传输线上的趋肤效应。本文则根据麦克斯韦方程组对导线内的电流分布进行分析,得出了导线内电流存在趋肤效应的结论,并推导了孤立圆导线单位长度的电阻计算公式。     

高压架空导线的电流分布计算与载流量分析

为准确计算架空导线径向截面温度分布,需要确定交流场中导线的各层电流分布规律.文中根据钢芯铝绞线的结构特点,以及复合导体磁链之间的耦合规律,推导了架空导线内部各层导体的自感系数和互感系数,并求得流过每层导体的电流相量值,同时与数值计算结果进行对比,所得平均误差仅为3.56%.将计算的导体产热率施加到有限元模型来计算截面温度分布,并通过实验验证了所述方法的准确性.在此基础上分析了径向温度分布对载流量计算的影响,发现导体最高允许运行温度的位置结构不同时,可提高的载流量会有差异,对于线路增容具有借鉴意义.     

架空配电线路耦合导线安装位置的分析

从降低架空配电线路感应雷过电压的角度,分析了10 kV架空配电线路中导线三角形排列和垂直排列情况下耦合导线的安装位置.分析结果表明,无论大地是否为理想导体,耦合导线安装在架空配电线路相导线之间可以更有效地降低架空配电线路上的感应雷过电压.     

波导与开口腔体瞬态特性研究

从理论上分析了矩形波导中传播模式的瞬变过程，给出了在冲激脉冲、阶跃脉冲和高斯脉冲波形激励下，波导中电磁波瞬态响应的解析公式，并采用时频分析方法对波导中传播信号、开口腔体的散射信号的瞬态特性进行了分析．分析结果发现，当电磁脉冲信号投射到开口腔体上时，其散射信号中含有与其腔体形状、尺寸特征有关的谐振模式，不同的腔体目标，其散射信号后期信号中的谐振频率不同，通过提取散射信号中的谐振特征，可对带腔体目标进行目标识别．     

零折射率材料微腔中类多原子与腔模的相干耦合

量子点与微腔之间的耦合强度大小对于实现各种腔量子电动力学现象,起着至关重要的作用.然而,由于量子点的选择有限性以及其在传统微腔中的位置不确定性,难以实现耦合强度的增强.在本文中,我们构造了一个填充零折射率材料的不寻常腔,其中场强的分布是均匀的.由于这种特殊的场分布,当将谐振强度为G=G0的N个谐振子随机分布在腔中时,每个谐振子均处在场强最大值处,即耦合强度相同,这样N个谐振子相当于一个具有谐振强度为NG0的谐振子,从而达到了谐振强度可调的目的.最后,我们利用类人造原子(金属开口谐振环)与零折射率材料微腔(一维复合左右手传输线)之间的耦合,从微波实验的角度验证了上述结论是正确的.这种可调节的耦合强度可能会对解决腔量子电动力学中量子点和腔模耦合强度不高的问题有一定的指导作用.     

导线连接箱体内电路上耦合干扰电流分析

应用时域有限差分(finite difference time domain,FDTD)法对电磁干扰脉冲作用下,导线连接屏蔽箱体内电路上的耦合干扰电流进行了建模和仿真模拟。结果表明,当有导线穿过屏蔽箱体时,箱体内电路上的耦合干扰电流会显著增强,连接导线的长度、电磁干扰脉冲的入射角度对箱体内电路上的干扰电流都有影响。并提出了一种用开口金属环抑制这种干扰电流的方法。     

基于线模型的复合材料飞机接地网建模与仿真

飞机接地网承担着提供电流返回路径、雷电防护、电磁屏蔽等重要功能,是影响飞机安全稳定运行的重要因素之一。相比于传统飞机的金属机身,飞机机体中复合材料的大量使用,已经使得飞机复合材料区域内的接地网结构发生了改变。为了能够准确量化分析复合材料飞机接地网内的电流分布,通过使用线模型等效代替复杂的接地网结构元件,并基于该线模型搭建了复合材料飞机接地网结构。通过在该结构上注入电流,分析电流频率、蒙皮与接地网结构间的连接材料对接地网结构上电流分配的影响。仿真结果表明,对于大型复合材料飞机接地网结构,在一定频率之前,接地网结构上的电流分配受制于电阻效应,当频率超过一定限值时,接地网结构上的阻抗会大于复合材料蒙皮阻抗,电流分配受制于电感效应。     

电流对铝合金激光填丝焊接接头组织及性能影响研究

采用激光填丝焊接技术对3 mm厚的6061铝合金进行搭接叠焊,通过送丝系统对焊丝加入直流电流,研究加入电流后焊接接头成形质量及影响机制,分析焊接接头显微组织以及力学性能。结果表明,加入电流后,熔池内产生电磁场,在洛伦兹力作用下形成熔体对流,形成电磁搅拌。随着电流的增大,焊缝表面成形光滑,焊缝熔深增加;焊缝组织在电磁搅拌作用下,晶粒细化,析出Mg₂Si相;加入电流后熔池稳定性增加,焊缝组织成分均匀化,焊缝区维氏硬度趋于稳定;焊接接头抗拉强度和塑性随着电流的增大均提高。电流为150 A时,焊接接头的抗拉强度为304.68 MPa,伸长率为8.77%。     

任意方向的细线天线模型的电磁分析

提出一种用矩量法对平面波激励来自任意方向的细线天线的电磁散射的分析方法。通过这种方法,可以获得轴向方向的电流。用切向电场分量为零这个边界条件,就可以把矩量法应用到细线模型的电场积分方程中。由此可以生成一个高密度的矩阵。我们通过数值运算来验证这种方法的准确性和效率。     

细线天线的瞬态响应特性的研究

利用FDTD（时域有限差分方法）对多根细线天线的瞬态响应特性进行了数值模拟。分析了其他细线天线的存在对馈源为电磁脉冲的细线天线辐射特性的影响以及对入射波为电磁脉冲时细线天线中心电流响应特性的影响。指出了MIMO（多输入多输出）技术在超宽带领域应用时,天线之间的距离所应当满足的条件。     

光的干涉法测量金属细丝直径的研究

分析了用相干光测量细丝直径的原理和方法,分别用钠光和氦氖气体激光测量并计算出同一金属细丝的直径,计算和分析了测量误差,研究和比较了两种光源对测量误差的影响.     

塑料制品的电磁涡流检测研究

电磁涡流检测的理论基础是电磁感应,根据其原理仅适合具有导电、导磁的金属材料,对不具有导电、导磁性的其它材料,无法进行电磁涡流检测。在塑料树脂原料中掺入少量纳米纯铁粉与铁硅硼形成复合材料,由于纳米材料独特的电磁特性,复合材料的磁导率发生了显著变化,也可以产生涡流效应。通过试验,得到了这一复合材料涡流检测灵敏度随激励频率变化的关系,并对该复合材料的涡流检测灵敏度与铜、铁、铝、纯树脂等材料进行了比较,还对复合材料进行了裂纹涡流检测试验。试验表明,复合材料可以与其他金属材料一样进行电磁涡流检测。     

电磁水平连铸1560镍基合金的组织与性能研究

为提高1560镍基合金圆形铸锭的质量,采用电磁水平连铸方法对其进行生产实验,并对圆锭及其坯料再进一步轧制和冷拉所生产系列棒线材产品的组织与性能进行了研究。结果表明,该方法生产的1560镍基合金电磁铸锭的芯部由中心等轴晶组成,其溶质元素偏析程度明显降低,且常规水平连铸过程中常见的芯部裂纹、缩孔和疏松等缺陷也得到有效消除。该方法不仅取消了传统工艺中的铸坯退火、锻造及打磨等工序,而且还缩短了工艺流程,其产品成材率也由传统工艺时的70%提升到90%以上。     

30CrMnSiA金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡分析与电弧增材研究

为探究金属粉芯型药芯焊丝电弧增材加工的可行性,采用30CrMnSiA高强钢粉芯型药芯焊丝,结合高速摄像与电信号同步采集系统,分析焊丝在脉冲熔化极气体保护焊工艺下的熔滴过渡特点和电弧稳定性,在确定的工艺参数下,探讨脉冲工艺WAAM对高强钢药芯焊丝沉积件成形性、组织和力学性能的影响。结果表明,高强钢药芯焊丝熔滴过渡类型为多脉一滴的非轴向小滴短路过渡;沉积件横向和纵向力学性能存在差异,横向强度和韧性均优于纵向;沉积件横向和纵向断口存在大量韧窝,均呈现微孔聚集型韧性断裂,且纵向断口韧窝尺寸明显大于横向。因此,将金属粉芯型药芯焊丝应用于增材加工领域,其性能满足使用要求,可获得组织和力学性能优异的沉积件。研究结果可为提高金属粉芯型药芯焊丝的增材加工效率、改善增材加工性能提供借鉴和参考。