磁性液体密封结构中漏磁的研究

为了研究磁性液体密封结构几何参数的变化对漏磁场的影响规律,选取不同的密封间隙、极齿宽度、齿槽宽度、齿槽深度及密封级数建立物理模型,用有限元方法计算各模型的漏磁场.结果表明在密封结构的轴向和径向距离上存在某一临界值,在临界值的两侧,漏磁场磁感应强度随密封结构几种几何参数的变化趋势不同：在轴向距离大于临界值时,轴向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而增大,随级数的增加而减小,随齿宽的增大而减小,随槽宽和槽深的增大而增大;在径向距离小于临界值时,径向漏磁场磁感应强度随间隙的增大而减小,随级数的增加而增大,随齿宽的增大而增大,随槽宽的增大而增大,随槽深的增大而减小;径向距离大于临界值时的情况与小于临界值时的情况刚好相反.     

随机齿侧间隙的齿轮系统非线性动力学分析

建立了随机齿侧间隙的单自由度齿轮系统的非线性动力学模型,利用变步长Runge-Kutta法对系统在确定齿侧间隙和随机齿侧间隙两种情况下的运动微分方程分别进行了数值求解,结合系统随量纲-间隙平均值变化的分岔图、相图及Poincaré映射图,分析了系统在确定齿侧间隙和随机齿侧间隙两种情况下的动力学特性,在此基础上研究了随机干扰对齿轮系统的动力学影响,发现随机干扰对系统的周期运动影响较大,对系统的倍化分岔过程影响显著,而对系统的混沌运动影响较小.     

新结构高轮齿接触率RV传动装置的理论研究

介绍了高轮齿接触率RV传动装置的基本构成、传动原理和主要特点,提出了高轮齿接触率RV传动装置的新结构;根据封闭行星齿轮传动原理,求出新结构高轮齿接触率RV传动装置的传动比;根据动平衡原理对新结构高轮齿接触率RV传动装置的进行了动平衡分析,理论分析表明新结构RV传动装置具有更好的动力学性能.     

新结构高轮齿接触率RV传动装置的理论研究

介绍了高轮齿接触率RV传动装置的基本构成、传动原理和主要特点,提出了高轮齿接触率RV传动装置的新结构;根据封闭行星齿轮传动原理,求出新结构高轮齿接触率RV传动装置的传动比;根据动平衡原理对新结构高轮齿接触率RV传动装置的进行了动平衡分析,理论分析表明新结构RV传动装置具有更好的动力学性能.     

螺形炮闩断隔螺纹间距优化研究与仿真

在现代军事作业中,实现高强度的发射炮弹对于火炮的质量要求极高,而对于炮弹发射,炮闩起着举足轻重的作用.本文主要通过对螺型炮闩进行了受力分析,同时结合对闩体静应力的仿真分析发现闩体不同位置闭锁齿受力存在不均匀性,经过优化锁齿之间的间隙,达到均衡闩体闭锁齿根部受力和降低最大应力的作用,可有效提高闩体的工作强度.     

基于神经网络铝板机磁阻抗结构损伤识别

提出一种将机磁阻抗技术用于金属板结构健康监测的方法,并使用BP神经网络数据处理技术实现金属板损伤程度的定量识别.首先,建立铝板与磁致伸缩材料构成的机磁阻抗模型,并推导出模型的耦合电阻抗表达式.然后,利用有限元软件ANSYS建立耦合系统的三维模型,并通过有限元谐响应分析方法得到铝板在缺陷尺寸从5mm变化到13mm的机磁阻抗谱.同时,建立BP神经网络模型,对缺陷尺寸为7 mm和12 mm的机磁阻抗谱进行验证.结果表明,神经网络能够准确识别出铝板缺陷的损伤级别.在铝板机磁阻抗检测中使用神经网络进行数据处理,不仅可以实现缺陷尺寸的精确定量,而且还具有较高的稳定性.     

齿轮减速箱密封系统内流场的数值仿真

针对高速列车齿轮减速箱漏油问题,以齿轮减速箱密封系统整体为研究对象,使用FLUENT数值仿真软件,采用湍流计算模型和SIMPLE算法对其进行数值分析,并针对直通型迷宫密封结构进行详细分析.研究表明:在整个密封系统中,轴向直通型密封系统主要起压降作用,也是涡流主要形成区;针对直通型密封系统改变密封设计参数对其进行优化分析,结果表明:泄漏量随着空腔长度增加而减少,建议空腔长度为2.5 mm;泄漏量随着齿高的增加先减少后增加,因此建议齿高为1.2 mm.     

汽车集成式电磁阀的研制

介绍了集成式电磁阀的工作原理和整体布局,对集成式电磁阀的重要部件进行了详细的设计说明,包括整体式导磁架,整体网片结构的电磁阀线圈引出线联接架,动铁芯密封橡胶的滚压装配等,可靠性试验表明:该集成式电磁阀整体结构强度高、密封性能好、运行稳定,而且使用寿命得到了有效地延长。     

4H-SiC基稀磁半导体的电子结构

通过第一性原理计算研究3d过渡金属元素(TM)掺杂六方结构碳化硅(4H-SiC)晶体和Al、TM共掺杂4H-SiC晶体的总能和磁学性质.掺杂4H-SiC结构的稳定性取决于TM和Si原子的化学势.结果发现在TM掺杂4H-SiC体系中,掺杂Ti的结构是最稳定的,而Al、TM共掺4H-SiC中掺杂V的结构是最稳定的.对比TM元素单掺杂和Al与TM元素共掺杂体系的磁性质可知,Al有稳定结构和影响结构磁性的作用.     

微扰场下Ni纳米圆环磁结构的微磁学研究

以微磁学理论为基础,采用三维动力学模型研究了Ni纳米铁磁圆环的微磁结构与体系结构参数的关系,以预测纳米铁磁圆环体系的磁特性。结果表明：在内外半径比一定的条件下,外半径较小时,体系的磁结构只是单一的“一致”态;外半径较大时,磁结构不仅有“蜗旋”态和“洋葱”态,而且出现马蹄”态以及特殊“洋葱”态。并对各种磁结构的反转形式以及反转速度进行了研究;在反磁化过程中,对于“一致”态、“蜗旋”态以及特殊“洋葱”态磁结构,体系磁矩基本是沿厚度方向变化;而“洋葱”态磁结构,则沿三维空间变化（但始终保持磁矩在膜面内的分量基本不变）。另外,随外半径增大,“蜗旋”态磁结构的反转时间变化微弱;“洋葱”态的反转时间迅速缩短;“马蹄”态随外半径增大,开关时间明显缩短。并对结果进行了定性的解释。     

新型磁性液体密封

磁性液体密封是一种新型的密封方式,具有零泄漏、长寿命、高可靠性等优点,传统的磁性液体密封在真空领域获得了广泛的应用.为了使磁性液体密封适应高线速度、高压差等工况,本文在总结磁性液体密封国内外发展历程的基础上,提出了几种新型的磁性液体密封方式：组合式磁性液体密封,密封介质为液体的磁性液体密封,高线速度的磁性液体密封和分瓣式磁性液体密封,以满足航空、航天、军工、石化等行业的需求.     

烧结机磁力密封中的磁场与台车移动速度的耦合研究

为了解决烧结机台车与风箱之间的漏风问题,研究了烧结机磁力密封中的磁场与台车移动速度的耦合规律。在模拟装置上,设置了移动副和含磁场源的固定副,在可变的二者间隙中分别放入3种磁介质并观察其运动状态。结果表明：移动副以0．79～2．12 m/min的线速度移动时,磁介质分为移动层和固定层两层;分层面与间隙中的磁场强度、移动副移动速度、间隙大小以及磁介质的特性等因素有关。揭示了以“移动层厚度”为标志,与以上四因素具有函数关系的磁介质中“磁”与“速度”的耦合规律。     

轴-径向混合磁轴承动态特性及控制研究

为了减小三自由度轴-径向混合磁轴承（ARHMB）的涡流损耗并增加轴向磁力，提出轴向采用软磁复合材料（SMCs）制备的推力轴承，在推力盘与转子的气隙处引入Halbach阵列以增强轴向气隙磁密，径向采用叠片结构. 首先，基于动态磁通分布及等效磁路法，建立综合考虑涡流、漏磁及交叉耦合效应的等效磁阻模型；其次，对比分析了材料类型及交叉耦合效应对等效磁阻频率响应、动态刚度的影响；最后，采用计及涡流、漏磁及交叉耦合效应不完全微分PID控制对ARHMB进行研究. 研究结果表明:SMCs制备的ARHMB相比碳钢材料可以提供更大、更稳定的磁力以及更大的工作带宽，在高频条件下具有更好的动态特性；考虑交叉耦合效应时，SMCs制备的ARHMB动态特性在高频时变化率较大，不可忽略；对于低带宽工作的碳钢轴承，交叉耦合效应不明显；电磁轴承系统响应速度很快、超调量小、稳态误差近似为0，具有良好的控制特性.      

基于漏磁补偿的混合电磁铁磁力修正研究

电磁永磁混合磁铁的悬浮磁力具有强非线性特点,与磁铁结构密切相关,而现有混合磁铁磁力解析计算公式忽略了磁路漏磁等因素影响,在实际计算中存在较大误差. 针对这一问题,建立了两种常用混合磁铁结构的磁路模型,分析了边缘磁通分布、磁路漏磁对磁铁工作磁路的影响,推导了两种混合磁铁的磁路方程及相关磁阻,提出了一种新的混合磁铁磁力修正计算方法,最终通过有限元分析对两种结构的混合磁铁磁力进行了验证. 研究结果表明:由于悬浮气隙较大,电磁永磁混合磁铁在电磁力计算中漏磁影响不能忽略;采用本文磁力修正公式计算,两种混合结构电磁力误差分别降低为3.8%和8.3%.      

电火花加工用磁力驱动器的微定位控制

针对传统电火花加工中极间间隙的及时控制问题，提出一种具有高精度、响应快、宽频带、长行程的单自由度磁力驱动器，采用磁力驱动器作为电火花加工的局部执行机构，并设计了一种模糊PID控制方法在线实时修正PID控制参数，优化磁力驱动器控制系统. 首先, 分析了磁力驱动器装置的动力学模型，获得通入线圈电流与磁力驱动器动子位移之间的变换关系；其次, 根据磁力驱动器装置特点设计了常规PID控制器，并引入模糊控制对微定位控制性能进行优化；最后, 通过对磁力驱动器的微定位仿真和实验验证了控制器的控制效果. 仿真和实验结果表明:该磁力驱动器具有微米级的定位分辨率、大于50 Hz的宽频带和2 mm的定位行程，完全满足电火花加工微调要求.      

采用微机进行磁通轨迹控制的GTO逆变器的研究

研制了采用磁通轨迹控制方法,用单片机生成控制信号的电压型GTO交流传动系统。该系统采用的是INTEL公司的准十六位单片机8098,开发装置由AST286微机和MCS-96BH串行通讯板组成。在对磁通轨迹的控制中,充分发挥8098的乘除运算功能,对电压矢量的时间进行计算,控制信号由高速输出口HSO输出,经光电隔离放大,驱动主电路的六支GTO,带动电机工作。磁通轨迹控制法以控制磁通轨迹近似为圆形为目的,尤其在低频时,轨迹更近似为圆,噪声小,无低频转矩脉动现象,具有恒磁通调速特性。同时,算法较直观。另外,系统中设有过电压、过电流软件保护。实际运行表明,系统可以平滑调速,稳定运行。     

基于RBF近似模型的磁悬浮轴承结构优化设计

主动磁悬浮轴承（active magnetic bearing，AMB）-转子系统中，转子质量分布上的不平衡引起不平衡振动，为提高系统的稳定性、减小转子在一阶弯曲临界转速处的不平衡振动，建立了考虑不平衡力和不平衡磁拉力的磁悬浮柔性转子机电一体化模型，并结合径向基（radial basis function，RBF）神经网络算法，得到转子振幅关于磁悬浮轴承结构参数的近似模型；以振幅最小为目标，通过参数灵敏度分析和多岛遗传算法（multi-island genetic algorithm，MIGA）对磁悬浮轴承进行结构优化设计. 数值仿真结果表明:在一定范围内增大磁悬浮轴承的偏置电流、磁极面积、线圈匝数，减少单边气隙能够增大系统阻尼，可以降低一阶弯曲临界转速处的不平衡振动幅值，优化后不平衡振幅较优化前减少近50%.      

可变磁路式永磁悬浮平台的起浮控制方法

磁悬浮技术应用于超洁净传送，可有效减少粉尘污染. 可变磁路式永磁悬浮平台具有低功耗、抗吸附的特性，可避免电磁悬浮传送平台温升大和混合磁悬浮平台安全性差的弊端. 为解决永磁悬浮平台起浮过程易发散的问题，提出并验证分散控制、集中控制和积分分离法3种起浮控制方法. 首先，分析可变磁路式永磁悬浮平台的磁力控制原理，建立系统动力学模型，并采用分散控制实现悬浮平台起浮；然后，针对起浮后平台倾斜的问题，提出了三自由度集中控制方法，其中平台的垂向控制为PD （proportional differential），侧倾与俯仰方向为PID（proportional integral differential ）；最后，应用积分分离法进行分段控制，以实现垂向的精确定位. 研究结果表明:集中控制方法实现了平台倾斜角的自纠偏，可有效解决分散控制下各磁极磁力特性差异引起的平台倾斜问题，调节时间为0.5 s；垂向采用积分分离方法后，平台垂向的稳态误差由0.23 mm可减小为0，调节时间为3.0 s.      

一种单相电容电机变频调速方法

为使单相电容电机可作高性能的变频调速，根据这种电机结构和特点，利用磁通空间矢量的电机内近似构成圆形旋转磁场的原理，提出了一种新的变频调速方法，并对相关的控制模式和参数计算作了探讨。结果表明：该方法具有优良的起动和调速特性，尤其便于电机的恒转矩或恒功率调速控制。另外，该方法所使用的主电路可兼顾三相电机的变频调速。