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磁悬浮式驱动织针电磁力研究及线圈轮廓优化

针织工业 2017年第8期 9-12页

作者：万道玉吴晓光张弛刘洋孔令学武汉纺织大学机械工程与自动化学院.湖北武汉430073 迪肯大学国家创新重点实验室.澳大利亚吉朗3217

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立永磁体外磁场模型及永磁织针磁力模型。针对织针轴向运动时磁场分布及磁力对织针的影响,基于磁力驱动原理、磁源性质及线圈轮廓变化下永磁织针驱动的特点,建立永磁织针轴向受力与轴向位移的关系曲线... 详细信息

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立永磁体外磁场模型及永磁织针磁力模型。针对织针轴向运动时磁场分布及磁力对织针的影响,基于磁力驱动原理、磁源性质及线圈轮廓变化下永磁织针驱动的特点,建立永磁织针轴向受力与轴向位移的关系曲线和线圈轮廓与永磁织针受力的内在联系,运用Ansys Maxwell仿真软件,分析电磁线圈截面轮廓变化对织针电磁力与轴向位移曲线的影响,优化线圈轮廓。结果表明,改变线圈轮廓外形可构建出平缓的电磁力-轴向位移曲线。

关键词：磁悬浮式驱动织针电磁力模型电磁线圈轮廓仿真分析

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磁力悬浮式井下发电装置的优化设计

石油机械 2022年第6期50卷 72-77页

作者：张勇高昀驰裴金源魏文浩孔海群东北石油大学机械科学与工程学院黑龙江省大庆市163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室

为解决井下工具长期运行的供电问题,设计了一种小型磁力悬浮式井下发电装置,通过磁力悬浮结构实现叶轮单元的无接触扶正,避免了摩擦带来的启动和效率问题。考虑到结构参数与工作参数对装置发电能力的影响,采用正交设计试验法对该装置进... 详细信息

为解决井下工具长期运行的供电问题,设计了一种小型磁力悬浮式井下发电装置,通过磁力悬浮结构实现叶轮单元的无接触扶正,避免了摩擦带来的启动和效率问题。考虑到结构参数与工作参数对装置发电能力的影响,采用正交设计试验法对该装置进行了组合优化设计,对不同组合参数的装置进行模拟仿真。研究结果表明:发电功率影响因素的重要程度依次为入口速度、扭转力矩、叶片角度、叶片数和叶片高度;在10 m^(3)/d流量工况下,内径34 mm的磁力悬浮式井下发电装置的最优结构为叶轮叶片数16,叶片高3 mm,叶片角度45°;在10 m^(3)/d流量工况下,随着扭转力矩的增大,发电功率呈现先增加后减小的变化趋势,最优扭转力矩为0.003 N·m^(3)优化后的磁力悬浮式井下发电装置试验功率可达0.332 W,使用36 min可充满容量为1200 mAh的5 V锂电池,充电完成后可为工作电流不高于20 mA的用电工具持续供电60 min以上。研究结果可为解决井下工具供电问题提供参考。

关键词：井下发电装置磁悬浮式优化设计正交试验数值模拟

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轨道车辆轴箱振动能量采集方法研究

轨道车辆轴箱振动能量采集方法研究

作者：李哲辉上海工程技术大学

学位级别：硕士

轨道车辆轴箱轴承温度状态是监测轴箱温度、预测车辆部件故障和保障行车安全的重要指标,而供电问题限制了轨道列车轴箱温度检测系统的进一步发展。为了解决这一问题,本文研究了一种通过主动捕获轨道车辆轴箱振动能量的新方法,通过将轴... 详细信息

轨道车辆轴箱轴承温度状态是监测轴箱温度、预测车辆部件故障和保障行车安全的重要指标,而供电问题限制了轨道列车轴箱温度检测系统的进一步发展。为了解决这一问题,本文研究了一种通过主动捕获轨道车辆轴箱振动能量的新方法,通过将轴箱振动的机械能转换为电能,为轴箱附近的轴温检测电子标签或无线传感器节点的自供电提供一种新的解决方法。本文研究了轨道车辆轴箱振动激励,明确了轴箱垂向振动时域、频域和时频特性。阐述了电磁式振动俘能技术的基本理论。设计了磁悬浮式振动俘能器机电耦合单元结构,并主动构建了磁悬浮式振动俘能器机电耦合单元的有限元仿真模型。改进设计了新型复合式悬浮磁体机电耦合单元结构并优化了线圈结构,大幅提高了其机电耦合系数。提出了双自由度磁悬浮式振动俘能器结构。基于机械集总系统、固体力学、磁场等模型,通过多物理场耦合的研究方法在COMSOL软件中构建了双自由度磁悬浮式振动俘能器有限元仿真模型。根据轨道车辆轴箱振动时间历程计算了双自由度磁悬浮式振动俘能器所受等效简谐振动激励,并研究了在该振动激励下双自由度磁悬浮式振动俘能器的频域响应特性和时域响应特性。设计了单自由度磁悬浮式振动俘能器作对照组。建立了两圆柱永磁体间的磁力有限元分析模型,拟合得到两磁体间随距离变化的电磁力的七阶多项式,继而进一步构建了磁悬浮式振动俘能器的数学模型,推导了其动力学运动控制方程。基于轨道车辆轴箱振动激励的频率分布特点设计了磁悬浮式振动俘能器参数。运用龙格库塔算法在Matlab软件中对磁悬浮式振动俘能器的动力学模型进行数值求解计算。研究了振动激励幅值和振动激励频率的变化对磁悬浮式振动俘能器输出功率的影响,研究了双自由度特性和非线性特性对振动俘能器输出性能的影响,得到了振动俘能系统的幅频响应变化规律。发现了磁悬浮式振动俘能器具有的典型“硬弹簧”系统特征和非线性动力学行为,揭示了非线性系统作用增大磁悬浮式振动俘能器输出功率的机理,揭示了耦合双自由度系统作用拓宽磁悬浮式振动俘能器响应频带的机理。在相同振幅、相同谐振频率的外激励作用下,双自由度磁悬浮式振动俘能器相较于单自由度磁悬浮式振动俘能器的输出功率增加了约1.1倍且工作带宽拓宽为约2.7倍。在轨道车辆轴箱实际振动激励作用下,一个双自由度磁悬浮式振动俘能器可以在一站间区间内采集到31.5m J能量,最大瞬时电流为14.6m A,最大瞬时功率为9.4m W,可满足无线传感器节点在工作周期中所需功耗。设计了单自由度磁悬浮式振动俘能器和双自由度磁悬浮式振动俘能器原理样机,搭建了激振实验平台,并进行了相关的实验验证。通过实验测得,在0.5g、1g、1.5g三种不同加速度振幅的简谐振动激励下,双自由度磁悬浮式振动俘能器均能凭借非线性动力学行为特性和双自由度系统特性增大输出功率并拓宽振动能量捕获结构工作频带。在1g的轴箱等效简谐振动激励扫频下,单自由度磁悬浮式振动俘能器的实际谐振频率为58.06 Hz,负载输出电压为0.6524V;双自由度磁悬浮式振动俘能器的实际谐振频率为34.19Hz和57.14Hz,负载输出电压分别为1.242V和1.005V。经对比分析,双自由度磁悬浮式振动俘能器输出电压可有效提升为单自由度磁悬浮式振动俘能器输出电压的154%。本文所提出的轨道车辆轴箱振动能量采集方法,为轨道车辆轴箱振动能量的俘获及再利用奠定了理论和应用基础,具有重要的科学和工程意义。

关键词：磁悬浮式振动俘能器非线性双自由度龙格库塔法有限元分析

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磁悬浮驱动织针受力模型与磁力耦合研究

针织工业 2017年第1期 13-17页

作者：吴晓光张弛袁博朱里孔令学万道玉武汉纺织大学机械与自动化学院湖北武汉430073

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立磁悬浮式驱动织针的力学模型。针对多织针高速编织模式下磁力分布模型及热应力场等多物理场耦合作用对织针的影响,基于安培环路定律,建立电磁力与气隙之间的关系曲线,运用Ansys有限元软件,分析织针的... 详细信息

基于磁悬浮式驱动织针编织原理,建立磁悬浮式驱动织针的力学模型。针对多织针高速编织模式下磁力分布模型及热应力场等多物理场耦合作用对织针的影响,基于安培环路定律,建立电磁力与气隙之间的关系曲线,运用Ansys有限元软件,分析织针的应力、应变对编织工艺的影响。结果表明,多织针磁力分布模型中,磁悬浮织针的针筒高度设计为16 mm时,磁场的屏蔽效果最佳,为后续开展磁悬浮驱动织针实践应用提供技术支持。

关键词：磁悬浮式驱动织针磁力耦合轴向悬浮受力模型

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一种新型选针原理在电脑提花大圆机中的应用

山东纺织科技 2013年第1期54卷 24-27页

作者：宋小宁李宁武汉纺织大学湖北武汉430073

文章以型号为GE187D的针织电脑提花大圆机为研究对象,介绍了传统选针的工作原理即电磁铁式和压电陶瓷式,提出了新型选针——磁悬浮式选针原理思想,以及设计了相应的装置结构。

关键词：电脑大圆机电磁铁式压电陶瓷式磁悬浮式

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词义

共产党员 2003年第9期 49-49页

高速铁路:高速铁路是指运行速度达到200公里/小时以上的客运专线,按列车的支承和推进原理可分为轮轨式和磁悬浮式。自1964年世界上第一条高速铁路——日本新干线问世以来,日、法、德、意、西班牙、比利时等国已经相继建成4600余公里高... 详细信息

高速铁路:高速铁路是指运行速度达到200公里/小时以上的客运专线,按列车的支承和推进原理可分为轮轨式和磁悬浮式。自1964年世界上第一条高速铁路——日本新干线问世以来,日、法、德、意、西班牙、比利时等国已经相继建成4600余公里高速铁路。目前世界上正在建设和已立项准备建设的新线有45条,总长为11000公里。

关键词：高速铁路芥子气二氯二乙硫醚轮轨式磁悬浮式