三段式Halbach阵列永磁电机解析建模与研究

针对传统子域模型在分析电机电磁性能时无法考虑软磁材料磁导率的缺陷,提出了一种考虑软磁材料磁导率为具体值的三段式Halbach阵列永磁电机多层解析模型。根据内部激励源和媒介的不同,将永磁电机全域划分成Halbach阵列永磁体层、气隙层、定子齿尖层和电枢绕组层4类磁场求解层。利用柯西乘积和复数形式的傅里叶级数来描述磁场求解层中媒介磁导率分布情况。基于麦克斯韦方程组建立了每个磁场求解层的拉普拉斯方程或泊松方程,结合边界条件求解出每个磁场求解层的磁矢位。利用多层解析模型计算了电机的气隙磁密、空载反电动势和输出转矩等电磁特性,并与有限元模型计算结果进行了对比。计算结果表明：多层解析模型和有限元模型计算得到的气隙磁密波形吻合得很好,两者的空载反电动势峰值和输出转矩平均值的相对误差均小于1%,证明了多层解析模型的正确性。最后利用多层解析模型研究了槽开口宽度、磁极宽度和充磁夹角对电机输出转矩的影响规律,给出了输出转矩最优的设计方案。仿真结果表明：优化后的输出转矩脉动削减了75.7%,证明所提出的多层解析模型不仅计算准确而且计算速度快,在电机的初始设计和电磁性能影响规律的探究上具有明显的优势。     

正交激励超声切削装置的椭圆轨迹偏转与校正

为研究超声椭圆振动切削（ultrasonic elliptical vibration cutting,UEVC）刀尖轨迹形成及控制,解决刀尖轨迹非正椭圆问题,建立二维正交柔性导波UEVC装置刀尖轨迹的运动学模型;分析90°相位差下非正椭圆轨迹产生原因,建立刀尖轨迹校正模型,并推导出基于正椭圆轨迹下的刀尖轨迹偏转模型。通过实验对刀尖轨迹校正模型进行验证,校正后轨迹偏离坐标轴1.67°,小于校正前偏离角度。实验结果表明,该模型能够有效地校正刀尖轨迹,可在轨迹控制方面为后续研究刀尖轨迹偏转及变刀尖轨迹超声振动加工提供理论基础。     

一种磁流变弹性体执行器的联合优化方法研究

磁流变弹性体（magnetorheological elastomer, MRE）执行器作为智能减振应用系统的核心元件,其结构的优化是决定执行器性能上限及系统控制成效的关键。针对目前MRE执行器优化方法及理论研究欠缺的问题,文中面向一款横向隔振的MRE执行器,基于其机械结构和有效磁路,以优越磁控性能、低功耗和快速响应时间为优化目标,提出了一种新的MRE执行器联合参数优化方法。首先,基于MATLAB和COMSOL的联合仿真,将遗传优化算法和电磁有限元分析方法进行有效结合,实现对MRE执行器的优化编程;其次,完成对器件的全局尺寸结构优化设计,使得器件具备优越磁控性能（526.21 mT）、低功耗（44.05 W）及快速响应（5.43 ms）;最后,通过搭建测试系统对优化后装配的MRE执行器进行测试和评估,验证了文中优化方法的可行性和有效性。提出的联合优化方法不仅适用于MRE执行器结构,还可为多领域减/隔振应用的共性MRE器件优化设计提供理论参考。     

消除电磁搅拌连铸坯中“白亮带”的试验研究

针对电磁搅拌连铸坯中的“白亮带”问题进行试验研究和理论分析．结果表明：铸坯凝固过程中电磁搅拌引起的钢液运动特点是能否产生“白亮带”的关键．特殊的电磁搅拌方式有效地抑制“白亮带”的产生．     

电磁搅拌对半固态钢铁组织的影响

研究电磁搅拌对半固态铸铁初生奥氏体和弹簧钢态组织的作用,研究表明：铸铁在凝固过程中,经过短时间的电磁搅拌,粗大的初生奥氏体枝晶就可以被破碎细化,而且随着搅拌功率的加大,初生奥氏体更加球状化或非枝晶化;经过电磁搅拌,引起铸铁熔体的强烈流动和温度起伏,加速了初生奥氏体枝晶二次臂的熔断和一次臂的缩短,最终使树枝状初生奥氏体转变为球状的初生奥氏体。研究还表明,电磁搅拌可以明显细化弹簧钢的柱状枝晶,代之以细     

关于电荷守恒的广义描述

作为电磁理论的基础之一,本文从相对论角度给出电荷守恒的一种表述方法,并讨论了电荷不变的普适性。     

一种修正的窄缝电磁耦合FDTD算法

电磁脉冲通过窄缝的耦合计算是电磁兼容研究中的一个重要问题,现有算法存在着一些局限或不足.为得到一种能够反映窄缝实际耦合特点的算法,研究了Wang的窄缝算法中的不足,并基于其提出了一种修正的窄缝电磁耦合FDTD算法,即假设窄缝所在网格上的电磁总场在面向入射场源的窄缝一侧是随离窄缝距离增加而增强的,而在背向入射场源的窄缝一侧是随离窄缝距离的增加而减弱的.用该算法对ESD电流注入细导线产生的电磁场与窄缝的耦合进行了计算.计算结果表明了该算法的正确性.     

电路的电磁兼容性设计

电路的电磁兼容性是指其在一个电磁环境中能正常工作的适应能力．电磁兼容性设计是提高产品可靠性的技术途径之一；提高电路的电磁兼容性有利于提高整个电子设备的可靠性．对电磁兼容的防护性设计中，滤波技术和接地技术，做了较详细的分析，根据具体情况提出抑制各种干扰及工程设计的方法。     

新型电介质:Metamaterials(特异材料)与光子晶体材料

作者对目前国际研究热点的Metamaterials(有特异材料,奇异材料,超常材料,左手性材料,负折射率材料,异向材料,元材料等多种中文译名)与光子晶体材料(即光子带隙材料、电磁波带隙材料)的原理与构成方法作了基本的介绍.作者还讨论了这两类新型电介质的共性问题与个性问题.并且讨论与介绍了这两类新型电介质材料的实现方法与应用前景,同时就这两类材料在微波频段的应用与制备技术作了专门的讨论.     

时间相关的含缺陷材料的流变破坏理论

含缺陷物体的与时间相关的失效过程是一个热力学开放的，远离平衡态的系统，失效过程中发生耗散结构的自组织现象，不同尺度上耗散结构的自相似性可供从微观过度到细观和宏观，基于缺陷演化过程国局域温度场和热磁效应的实验研究，从统一的宏、细、微观层次体系出发。研究了与时间相关的缺陷体的失效过程，结果表明。这个失效过程并非纯力学过程，其中的热力耦合和热磁效应不容忽略。