钢板磁导率变化对船舶感应磁场的影响

船舶用钢由于受焊接和切割等热处理及加工工艺的不同,磁导率会发生较大变化,导致舰船磁场也发生改变。在电磁理论的基础上,通过舰船磁场数字仿真计算,研究钢板磁导率变化对船舶感应磁场特性权重的影响,分析舰船磁场的变化范围,并通过磁性物理船模试验进行验证。结果表明,当钢板磁导率变化范围为20%时,船舶感应磁场各分量特征曲线总体趋势保持不变,但其磁场幅值发生较大变化,其中纵向磁化磁场变化19.3%,横向磁化磁场变化17.1%,垂向磁化磁场变化16.2%。     

舱内电气设备对舰船感应磁场的影响研究

舰船机舱内部装有大量电气设备,由电磁产生的原理可知,电气设备中的线圈会因通电产生特定磁场,从而也会对舰船感应磁场产生影响。针对舰船模型在简化时因磁屏蔽效应存在常常忽略电气设备通电产生的磁场这一问题,采用数值分析方法,以某驱逐舰为研究对象,考虑电气设备产生磁场的部位为通电线圈,因此对舰船机舱内部的某电气设备简化为通电线圈。通过分析机舱内部电气设备在舰船磁导率、船体厚度的作用下,得出电气设备对舰船感应磁场的影响规律。结果表明,对于低磁导率、低厚度的舰船在进行感应磁场计算时,舰船内部电气设备在简化建模时需要考虑的必要性。所得规律可以快速地预测机舱内部的电气设备在建模计算时是否需要保留。     

磁性船模制作中薄壳铁磁材料的等效替代研究

针对船模制作过程中舰用薄钢板采购费时、价格昂贵等问题,研究了一种被称为"磁导率-厚度积成比例"的方法。仿真分析结果表明,当两种薄壳体材料的磁导率-厚度积相等时,它们制作出的船模的感应磁场是相等的,因而这两种薄壳体材料可相互替代,且替代后不会改变壳体内部铁磁设备的磁场分布,不会改变消磁绕组通电磁场及绕组通电使舰艇铁磁物质磁化后所产生的磁场分布。这些结论充分说明,在磁性船模制作中采用普通薄钢板来等效替代舰用薄钢板是完全可行的,这将极大地提高磁性船模的制作效率,降低制作成本。     

磁饱和直线电机磁场辐射的仿真分析

基于有限元仿真软件分析铁芯磁饱和的直线电机的磁场辐射,会遇到"要求解空间磁场分布,需要知道铁芯饱和磁导率的大小;要知道铁芯饱和磁导率的大小,需要求解空间磁场分布"的矛盾。论文分析了直线电机铁芯磁饱和对空间磁场分布的影响,建立了直线电机磁场辐射的有限元仿真模型,采用迭代计算的方法求取铁芯材料的饱和磁导率,进而求解直线电机周围空间的磁场分布,仿真结果与实验测试基本吻合。     

超磁致伸缩作动器的磁路设计与仿真分析

从超磁致伸缩作动器(GMA)的结构和基本原理入手,通过对偏置磁场和GMM棒的设计,完成GMA的磁路设计。通过Ansys仿真,重点研究作动器外壳材料对磁路的影响以及磁轭材料的磁导率对磁场均匀度的影响。仿真分析结果表明:当采用圆筒形永磁铁来提供偏置磁场时,外壳材料只能选择非导磁材料;增加磁轭材料的相对磁导率,能够增大作动器的磁场强度,提高驱动磁场的均匀度。     

感应式磁传感器的设计

对影响感应式磁传感器的参数进行了分析,给出了线圈匝数最佳值的寻求方法;建立了长方体磁芯退磁场的模型,给出了在弱磁环境下长轴方向上退磁场的变化规律;为了增加传感器两端的输出,提出了在磁芯两端放置集磁板提高磁芯有效磁导率的方法,并给出了有效磁导率的计算公式;对线径大小对线圈电阻、电感和分布电容的影响进行了分析,提出了线径选...     

铁磁体感应磁场随磁测坐标的变化规律

铁磁体在外磁场的磁化作用下会产生感应磁场。外磁场为弱磁场时,铁磁物体磁矩与外磁场成正比。本文以圆柱体为例,计算了地磁场作用下,铁磁体产生的磁矩,并分析了特定尺寸铁磁体产生的感应磁场随磁测坐标的变化规律。     

潜艇空间磁场测量计算新方法的研究

由于舰船磁场测量计算受测量场地的水深、磁传感器的布设数量、排列方式、以及建模所选磁模拟体个数等因素的影响,所以引入一种潜艇磁场测量计算新方法。以磁模拟混和体作为仿真模型,经过仿真和实测验证,证明此方法的准确性和实用性。它在磁场测量时与测量点分布、位置无关,这对提高船体磁场测量效率和精度有重要意义,在工程上有广阔的应用前景。     

潜艇磁化场的有限元方法研究

准确获取地磁场数据是水下地磁导航研究的难点之一。只有掌握了潜艇磁化磁场特性,才能提供正确和可行的消除磁场干扰的方法,并最终获得真实的磁场数据。文章以潜艇坐标系为参考系,建立潜艇磁场方程和边界条件,并采用有限元方法进行了分析和计算。首先研究了只有X方向磁场作用时,潜艇某截面的磁场分布,绘出某直线上磁场各分量的曲线,得到了外界磁场与潜艇磁场之间的线性关系。接着,分别研究了只有Y,Z方向磁场作用的情形,得到类似结论。     

潜艇应力导致的磁场变化及其对空中磁探的影响

潜艇壳体受水压作用导致潜艇磁场的变化属于铁磁质磁致伸缩的逆效应,而不同的潜航深度对潜艇磁场造成的影响也会不同。本文在归纳分析了铁磁学中磁力耦合理论知识的基础上,用气体膨胀力代替海水外压力设计了潜艇模型在不同航向上的升降压试验,并基于面磁荷模拟法,建立了潜艇模型对抗空中磁探潜的数学模型,对潜艇模型在各压力状态下的磁场进行空间延拓,定量分析了磁场随压强的变化规律。研究结果表明:不同磁化状态下相同应力对潜艇模型磁场的影响显著不同;在模拟对抗空中磁探潜时,考虑潜深改变导致的潜艇模型磁场变化有重要意义。     

消磁绕组磁场与钢板磁化的关系分析

基于毕奥—沙伐定律和铁磁理论,结合舰载消磁绕组敷设状态,分析通电消磁绕组产生的磁场特性,研究消磁绕组的通电电流及其与钢板的距离对钢板磁场的影响。结果表明,通电绕组产生的磁场随距离的减小而递增,随电流的变大而直线增大,且存在两个临界值:电流Ic和距离Dc,一旦绕组电流或与钢板的距离超过临界值,其产生的磁场将超过钢板矫顽力,导致船体钢板固定磁化。另外,结合工程实践情况,对消磁绕组磁场的不同简化方法进行对比,发现各误差均不大于0.2%,即可以将绕组等效成无限长的直通电导线,以快速计算判断其磁场大小。     

船载磁探测器任意航向实时抗干扰技术研究

船载磁探测器测得的磁场信号中，除期望的船舶坐标系下的地磁场信号外，还包含多种干扰磁场信号，需进行抗干扰才能满足测磁要求。本文在分析各种干扰磁场信号特性及其排除方法的基础上，对任意航向上的三分量实时抗干扰技术进行了理论建模、算法实现以及工程适用性等研究，并通过MATLAB仿真验证该技术的可行性。该技术可使船载磁探测器的抗干扰摆脱时间、地点的限制，有效地解决船舶固定干扰磁场的实时排除，船舶固定磁场变化的实时监测等难题。     

钢丝绳断丝漏磁信号特征分析

基于铁磁材料的磁化理论 ,分析影响缺陷漏磁场强弱的因素 ,对钢丝绳断丝的漏磁信号特征作深入研究 ,指出断丝漏磁信号的峰峰值、峰宽和波峰形态等共同反映集中断丝的信息 ,为定量检测钢丝绳断丝提供依据     

船用中压直流单芯电缆集聚敷设磁场分析

为尽可能降低电缆集聚敷设时的磁场强度对舰船磁隐身性能的影响,对中压直流单芯电缆在2种典型排布方式下周围的磁场强度和分布进行仿真计算,确定降低电缆磁场强度的最优电缆排布形式,结合磁化原理分析,得到电缆敷设时与船体结构的最小间距为300mm,该间距可使钢结构不被磁化从而降低电缆磁场强度对舰船磁隐身性能的影响。     

纵摇低磁舰船的涡流磁场计算

低磁材料舰船的磁性防护要求高,其中摇摆产生的涡流磁场占总磁场的比例很大,正确分析其涡流磁场具有重要意义。以低磁旋转椭球壳作为船体模型,从涡流磁场的电磁场方程及涡流密度的边值问题出发,建立了地磁场中纵摇旋转椭球壳涡流磁场的数学模型,利用分离变量法对涡流电流进行了求解,从而根据毕奥-萨伐定律推导出旋转椭球壳纵摇至任意角度产生的涡流磁场,为低磁钢壳体舰船纵摇的涡流磁场分析论证提供了理论基础。     

旋转椭球形物体涡流磁场的数学模型

涡流磁场及其补偿在磁防护和磁检测等领域有着重要作用，本文对于旋转椭球体和椭球壳在均匀磁场中旋转和摇摆时的涡流磁场理论进行了研究，建立了相应的涡流磁场估算数学模型。     

船体梁极限强度的近似计算

船体梁的总纵强度是反映船舶结构安全可靠的最基本的强度指标。船体结构极限强度评估对于船舶结构初步设计、使用、维护和维修都非常重要，因此船体梁极限强度研究成为近几十年来船舶工程界的热点研究课题之一。到目前为止有两种典型的加筋板和船体梁的极限强度分析方法，它们是直接计算法和逐步破坏分析法。本文基于加筋板单元的平均应力应变曲线和逐步破坏分拆方法，提出了加筋板和船体梁极限强度的简化分析方法，考虑了初始挠度和残余应力对加筋板单元极限强度的影响。数值结果表明，采用本文简化方法得到的结果与有限元计算结果或其它逐步破坏分析结果比较符合。     

圆筒永磁直线同步电机磁场分析

本文针对轴向磁化圆筒永磁直线同步电机,介绍了一种基于圆柱坐标的标量磁位许-克变换的磁场解析计算方法,并利用该解析法对无槽电机的气隙磁场分布进行了较详尽的理论分析,还得出了计算解析结果。然后利用有限元分析法,对该计算结果进行了验证。结果显示,对于大气隙解析计算结果比较接近磁场的平均值,而小气隙电机两种计算方法的结果误差很小,从而验证了许-克变换法的正确性和实用价值。     

船体结构典型节点疲劳模型试验

船体结构建造过程中存在一定程度的不确定性,同时在实际应用中可选择的S-N曲线是有限的,假设都采用规范推荐的S-N曲线计算疲劳寿命,其计算值必将与真实值产生一定程度的差异,因此有必要对船体结构典型节点进行疲劳模型试验。本文采用模型试验的方法对船体结构2种典型节点形式的疲劳特性,以及试验模型的设计、试验数据的处理方式及试验结果进行研究,得出的方法和结论对船体结构典型节点的疲劳模型试验具有参考意义。     

国外舰船磁场特性研究及舰船防护技术综述

随着水声及水声对抗技术的不断提高,各国日益重视并深入开展舰船磁场特性的研究,并将研究成果应用于水中兵器的研发和舰船自身的防护,既有效打击对手又有效保护自己。本文从舰船磁场特性的机理和来源出发,总结了目前较先进的舰船磁防护措施及方法,同时介绍了目前世界上比较先进的舰船磁防护系统。