磁流变液屈服应力测试装置磁路仿真研究

为了满足磁流变液屈服应力测试所需的磁场要求，针对不同的磁源，提出了永磁式、电流励磁式和复合式3种磁路方案。确定了磁路各部分的材料和尺寸参数，并利用有限元软件建模进行仿真计算，分析3种磁路模型的磁感线分布和磁通密度。研究结果表明：复合式磁路更加高效节能，为最优的磁路设计方案。所设计的装置能够满足测试的磁场要求，为后续实验平台的搭建及实验的展开奠定了基础。     

桥面物理除冰雪加热功率与环境因素关系分析

为解决化学融雪剂腐蚀桥梁结构和污染环境的问题,提出桥面敷设加热电缆方式除冰雪技术方案,以30 m预应力混凝土T梁桥、沥青混凝土桥面为分析对象,进行了瞬态热分析和稳态热分析,系统研究了在桥面加热升温和稳态融雪节段加热功率与环境温度和环境风速的关系。经分析可知桥面加热过程可分为滞后、升温和稳态三个阶段,得出了一些有意义的结论,可为桥面敷设加热电缆除冰雪设计提供理论参考。     

双边圆筒型永磁直线电机磁热网络耦合建模方法研究

双边圆筒型永磁直线电机具有较高的空间利用率，在波浪能发电等场合具有良好的应用前景。但其内定子散热困难、内外定子不对称的特点使其磁热特性存在多参数、非线性和强耦合的特征。为实现其磁热特性的准确和快速求解，课题组提出一种磁热网络双向耦合迭代建模方法。首先，建立了电机磁场的自适应磁路，节点间增设半弧形漏磁磁路以精确模拟齿边漏磁，实现了等效磁网络模型的建模求解；其次，依据气体努塞尔数和热阻公式建立了集总参数热网络模型；最后，依据损耗模型的磁热相关性，利用迭代修正方法实现了磁热网络模型的双向耦合求解，改善了内定子温升。有限元及实验结果表明该方法具有快速性和准确性。     

麦克纳姆履带式爬壁机器人磁吸附单元结构设计与仿真

为了解决履带式磁吸附爬壁机器人负载能力和运动灵活性之间的矛盾问题,结合Halbach永磁铁阵列的优势与麦克纳姆轮的灵活性,提出麦克纳姆履带式爬壁机器人的概念,并设计了安装于履带链节上且磁吸附力可调的新型磁吸附单元。首先,介绍磁吸附单元的结构和原理;然后,运用Ansoft Maxwell软件对磁吸附单元进行仿真,通过与传统Halbach磁吸附单元对比分析,结果表明,麦克纳姆履带式Halbach磁吸附单元结构在脱离工作表面时最大最小磁吸附力比值大,使得磁吸附单元便于与壁面脱离;最后,运用ADAMS软件进行磁吸附单元动力学仿真,得到该过程磁吸附力变化曲线图和驱动电机输出扭矩变化曲线图。仿真结果验证了采用麦克纳姆履带式Halbach磁吸附单元的履带式爬壁机器人运动更平稳,灵活性更高,电机消耗功率更少。     

新型双层Halbach永磁单元建模与仿真研究

针对有效提高爬壁机器人磁吸附单元吸附能力的问题,基于磁体同极对接和传统Halbach永磁体阵列吸附单元,提出并设计了一种新型双层Halbach永磁体阵列吸附单元。首先,运用Ansoft Maxwell软件对建立的吸附单元模型进行分析,得到其磁力线和磁感应强度更集中分布在工作间隙中。其次,对磁吸附单元构成模块的相关结构尺寸进行优化分析并得到优化后的结构尺寸。最后,用优化后的吸附单元与传统Halbach磁吸附单元进行仿真比较分析。仿真结果表明,在相同尺寸条件下,新型双层Halbach永磁体阵列吸附单元的磁吸附力提高了50.25%,为磁力吸附爬壁机器人磁吸附单元设计提供了方向。     

多盘式无铁心永磁电机参数设计与电磁仿真

当前无人机广泛采用的单层盘式电机因其定转子之间存在单边磁拉力,使得轴承寿命短且存在转矩小、过载能力差、效率低等问题。为此,设计了塑料结构多盘式无铁心永磁同步电机,其机械结构由塑料材料制成。采用多气隙结构增大转矩输出能力,无铁心结构提高效率,由塑料材料制成的电机结构具有较高的热特性和力学特性,可进一步增加转矩密度,适合无人机使用。根据无人机的实际需求,对三转子双定子MCPMM的结构参数进行设计,基于有限元方法,建立电机三维有限元模型进行电磁性能仿真。仿真结果表明:三转子双定子MCPMM在空载运行时,磁链为0.022 Wb,反电势为42.1 V;在额定运行时,额定转矩为5.3 N·m,额定输出功率为2 000 W,电机效率为89.2%,符合设计要求。     

提高开关电源的功率处理能力

本文基于磁路基本理论,建立了高频脉冲变压器反偏磁隙计算的数学模型,论证了提高开关电源的功率处理能力的最有效途径。从而使工程设计公式化,为计算机辅助设计提供了依据。     

高频磁结构与磁极限关系的研究与现状

动态磁谱参数,包括微波磁导率实部和虚部、截止频率等,与材料本征磁参数、结构形貌参数的制约关系,作为高频磁性材料性能的标杆和发展方向的理论指导,一直伴随着高频磁性材料的发展而不断演变,是动态磁化物理理论研究和磁性功能材料设计所关注的核心问题。磁结构决定了极限关系式的形式,而极限关系式为磁结构的设计、应用和发展提供了理论指导。该文综合介绍了近年来国内外高频磁结构和磁极限关系研究的发展情况,着重分析两者相辅相成的关系和研究方法,并归纳了该领域的发展趋势和存在的一些主要问题。     

气泡泵垂直提升管内气泡运动的CFD数值模拟研究

目前对气泡泵的研究主要集中在加热功率、管径和管数对气泡泵提升量的影响,而对垂直提升管内气泡运动状 态的研究较少。文中采用VOF模型对气泡泵的双提升管和三提升管内气泡的产生和运动进行CFD数值模拟。结果表 明：在低加热功率范围内,提升管数量对气泡的产生和运动形式基本没有影响;在高加热功率时,虽然液体提升量随着提 升管数量的增加而增加,但是它并没有相应的成倍的增加;在提升管数量相同,压力为0.4 MPa时,氨水适于作为气泡泵 的工质。因此得出结论：改进气泡泵结构、选取合适的加热功率和工质将是气泡泵发展的一个趋势。     

稠油油藏水平井热采吞吐产能预测新模型

针对普通稠油油藏水平井热采吞吐产能预测缺少合适计算模型的现状，通过建立加热区和未加热区的复合流动模型，考虑加热区和未加热区原油黏度的差异，研究了水平井单井热采吞吐产能预测的解析模型，推导了水平井热采吞吐相对于冷采的产能增产倍数计算公式。研究表明，增产倍数主要受加热半径、油层厚度和水平段长度等因素影响。以渤海N油田热采水平井典型数据为基础建立机理模型，通过数值模拟得到不同吞吐轮次的加热半径，在此基础上，利用新模型计算了不同吞吐轮次的产能增产倍数，预测第一轮吞吐的增产倍数为1.6倍，该值与渤海N油田10口热采吞吐水平井第一轮吞吐效果评价结果吻合程度较高。     

基于ANSYS的热成形模具结构优化

基于冲压成型工艺试验分析系统,针对模具内材料受热膨胀将对模具导向装置及结构造成干涉的问题,利用有 限元分析软件ANSYS对模内温度场进行热力耦合分析,得出各部分材料的热膨胀程度。为基于正向压边模架的模内加 热装置提供可靠的实验参数和热力学设计依据,提高了模具结构设计的合理性,达到优化设计的目的。     

关于电磁感应定律的两种表述

电磁感应定律有两种表述:一种是通量法则;另一种则把感应电动势分成感生电动势和动生电动势两部分。两种表述是否等效,是国内外多年争论而至今尚未解决的问题。争论的焦点是通量法则是否例外。本文通过对两种表述式的内在联系和讨论中经常使用的反例,比较全面而认真的分析,证明了两种表述式对任何闭合回路都完全等效,因此,通量法则没有例外。     

有限磁场下等离子体填充的波纹波导中波传播理论

给出了有限磁场下波在等离子体填充的波纹波导中传播的分析理论。推导出作为普遍严格公式的场分量的弗洛奎展式、本征值表达式以及色散方程。在某些特定情况下，详细讨论了波传输功率和耦合系数，这对于波纹结构的进一步研究非常有用。同时给出了初步的数值计算。其结果表明外加磁场的场强对波传播的色散特性有很大的影响从而影响了这类器件的性能。     

PC钢棒的调质处理工艺设计

介绍了PC钢棒的技术性能要求,着重讨论了PC钢棒感应加热调质处理工艺参数的设计方法。     

注塑机料筒加热节能技术

料筒加热系统是注塑机上主要耗电系统之一,行业中推出的多种节能技术方案受利益格局的影响存在误导行业 和用户的现象。针对这一局面,从节能效果、使用可靠性、安装维护方便性及性价比等要素入手,对目前行业主推的电磁 加热、红外加热、节能环3大料筒加热节能技术方案进行了应用、研究和比较,节能环技术方案具有简单有效、局限性少、 故障率低、成本低等优点,是适合注塑机生产工况要求的最佳加热节能技术方案。     

新型电梯轿厢绝对位置检测传感器的研究

针对目前电梯轿厢位置检测时,增量式编码器存在位置零点偏移,大多绝对式编码器又受到量程限制等缺点,提 出了基于低功耗单片机的多圈数字式绝对位置传感器。设计了多圈绝对位置传感器的硬件结构,介绍了单圈磁绝对式 旋转编码器角度信号采集及多圈计数原理;设计了单片机接口电路,串行通信接口电路,电源与停电检测电路,多圈计数 以及停电唤醒电路等硬件电路;设计了传感器系统的主要智能化软件;采用低功耗待机技术,设计了外部电源停电情况 下依靠内部电池供电机制。实际应用结果表明该系统不仅具有精度高、功耗低等特点,且具有多圈宽量程位置检测和停 电位置记忆功能。该系统能够对电梯轿厢绝对位置实现高精度实时检测。     

实验教学电路板的设计制作及其应用

介绍了利用计算机、激光打印机和制板机设计制作实验教学电路板的方法.即在单面覆铜板的铜面设计制作印制电路板熏在绝缘玻纤环氧树脂基面设计制作电路原理图.这是适于单件、小批量、新产品试制的双面制板工艺,它具有廉价快捷、操作简单、精度较高的特点.此外,还介绍了该电路板在实验教学中的应用情况.     

一种最优化六端口结的设计

本文以六端口电路的最佳设计准则为依据、从电磁耦合理论出发,分析并设计出一种结构简单,加工容易,频带较宽且能实现最佳设计准则的六端口结。在设计中,充分考虑了厚度和场平均效应等大孔修正因素。在X波段对该形式的六端口电路进行了实验论证。