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三阶段叶片式磁流变液减振器设计与磁路仿真

机械设计与制造 2010年第4期 11-12页

作者：赵振宁张进秋张建装甲兵工程学院技术保障工程系北京100072

介绍了车用缝隙式阻尼型和孔式阻尼型叶片MRF减振器的磁路设计方案,并针对缝隙式阻尼型相对于孔式阻尼型间隙处磁感应强度小的不足,提出了采取切向放置铁芯的三阶段叶片式MRF减振器的设计。根据ANSOFT电磁场分析软件的仿真分析结果,该... 详细信息

介绍了车用缝隙式阻尼型和孔式阻尼型叶片MRF减振器的磁路设计方案,并针对缝隙式阻尼型相对于孔式阻尼型间隙处磁感应强度小的不足,提出了采取切向放置铁芯的三阶段叶片式MRF减振器的设计。根据ANSOFT电磁场分析软件的仿真分析结果,该设计可增强缝隙处的磁场强度,并提高其均匀性。

关键词：磁流变液减振器磁路仿真 ANSOFT工具

矿用载重汽车磁流变减振器磁路仿真与结构优化

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制造业自动化 2013年第10期35卷 138-140页

作者：苏全卫河南机电职业学院机电工程系郑州451191

磁路结构影响矿用载重汽车磁流变减振器的阻尼特性,为了更好地控制磁流变减振器的阻尼力,提出了用ANSYS对磁路进行仿真的方法。建立仿真模型,计算出单级磁路与双级磁路的磁力线、磁感应强度和磁场强度分布,优化了磁路结构。磁路仿真结... 详细信息

磁路结构影响矿用载重汽车磁流变减振器的阻尼特性,为了更好地控制磁流变减振器的阻尼力,提出了用ANSYS对磁路进行仿真的方法。建立仿真模型,计算出单级磁路与双级磁路的磁力线、磁感应强度和磁场强度分布,优化了磁路结构。磁路仿真结果验证了磁路设计与优化的正确性,提高了设计效率。

关键词：磁流变减振器阻尼力磁路仿真结构优化

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核磁共振测井仪的磁路仿真与电路设计

核磁共振测井仪的磁路仿真与电路设计

作者：吕麒鹏沈阳工业大学

学位级别：硕士

核磁共振测井仪是根据油井储层中不同流体的核磁共振响应特性有较大的差别设计的一种探测仪器，可以利用这一差别区分烃的类别，还可以定量计算它们的体积。通过核磁共振测井仪的射频磁场和静磁场之间的关系及它们对储层内流体的相互作... 详细信息

核磁共振测井仪是根据油井储层中不同流体的核磁共振响应特性有较大的差别设计的一种探测仪器，可以利用这一差别区分烃的类别，还可以定量计算它们的体积。通过核磁共振测井仪的射频磁场和静磁场之间的关系及它们对储层内流体的相互作用，也就是静磁场将储层内流体极化而射频场使得流体质子产生能量的释放，通过释放能量与电信号的转换进入信号接收电路，将信号进行相应的处理后通过PC机显示相应的特性信息。本课题电路设计简单，满足井内体积小的环境要求，对于国内核磁共振测井的硬件电路及软件设计具有重要的参考价值。论文首先介绍了核磁共振测井仪的基本原理，对测井仪中永磁铁的磁路进行了ANSYS仿真分析，了解井孔周围的磁感应强度的分布，以便知晓探测不同的位置应对应的用不同的频率信号进行激励。其次论述了硬件电路的设计原理、芯片选择、参数选取及部分试验结果，给出了电路的实测波形。系统的硬件电路主要包括试验用的USB串口通信电路、信号激励源电路、整形电路、场效应管H桥驱动电路、开关电路、单片机控制电路及外围接口电路。硬件电路采用单片机控制AD5930产生频率可调、波头数可调、重复周期可调的正弦波，再将其通过比较器整形为方波，课题还论述了另一种采用锁相环进行信号产生的方法，可以分别将这两种信号经过场效管驱动器，驱动场效应管构成的H桥发射电路。H桥电路中设计了串联谐振电路，将线圈的电感与一个电容进行串联，通过调节电容值来调节拉莫尔谐振频率，进而调节线圈探头两端的激励电压的幅度，同时在探头部分增加了一个阻尼电阻，进行激励信号的快速衰减，防止拖尾。课题软件部分包括用keil C编制的单片机控制程序及用C#编制的上位机控制界面。该测井仪从硬件和软件方面设计了一种简单的测井电路，将激励信号施加在储层流体，产生可以表征流体特性的测量信号，对进一步进行井下试验做了充足试验数据。

关键词：核磁共振测井拉莫尔频率磁路仿真

面向下肢假肢的磁流变阻尼器结构优化设计及实验研究

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面向下肢假肢的磁流变阻尼器结构优化设计及实验研究

作者：方紫韵上海应用技术大学

学位级别：硕士

交通事故、自然灾害的频发导致每年截肢人数逐渐增长,这不仅会影响病人的生理功能,并且由于行动不便和康复治疗的艰难,还会给病人带来巨大的心理负担,因此假肢成为了一种能够帮助他们恢复正常生活的重要工具。磁流变阻尼假肢属于半主动... 详细信息

交通事故、自然灾害的频发导致每年截肢人数逐渐增长,这不仅会影响病人的生理功能,并且由于行动不便和康复治疗的艰难,还会给病人带来巨大的心理负担,因此假肢成为了一种能够帮助他们恢复正常生活的重要工具。磁流变阻尼假肢属于半主动型假肢,与其他同类型假肢相比,它的结构简单,耗能低,舒适度高,尤其是阻尼力连续可调的特点使之可以灵活适应多种路况。该类假肢的核心部分是磁流变阻尼器,在没有外磁场的情况下,磁流变液体现为具有较低的粘性牛顿流体;在磁场作用下,这种液体就会变成一种宾汉流体,粘度很高,流动性很低,这种变化是是可以实现连续可调的,且它的响应速度很快,因此,磁流变阻尼假肢膝关节成为了研究的热点。本文设计了一种磁流变阻尼下肢假肢,建立了下肢假肢的三维模型,根据其工作原理,将其简化为四连杆机构,利用Lagrange理论建立了下肢假肢的数学模型,采用动力学分析软件ADAMS软件,对该下肢假肢在不同工作状态下的运动学特性和动力学特性进行了研究,并得到了该状态下位于下肢部位磁流变液阻尼器所需提供的阻尼力。基于下肢假肢的结构参数,设计了磁流变阻尼器,并分析了活塞直径、有效长度、剪切间隙等参数对磁流变液阻尼器输出阻尼力性能的影响,通过分析计算磁路部分的磁阻,对磁流变阻尼器的磁路进行了设计;采用多目标粒子群算法,以阻尼力与功率为优化目标对磁流变液阻尼器的结构参数进行了优化。基于优化之后的结构参数,采用ANSYS有限元分析软件,对其内部进行了磁路仿真,对磁流变液阻尼器内部磁场线、磁流密度的分布情况进行了分析,同时对比研究了优化前与优化后不同激励电流下磁流变阻尼器剪切间隙中的磁流密度、磁场分布,为进一步开发磁流变阻尼下肢假肢提供了理论和实验依据。针对下肢假肢磁流变阻尼器的结构参数,研制了磁流变液阻尼器样机,建立了一套磁流变阻尼器的性能测试实验平台,并对实验中的每个模块进行了具体方案设计,试验研究了不同外加电流激励下磁流变阻尼器线圈的响应时间、阻尼力大小以及阻尼力的响应时间,对实验数据进行了分析,验证了本文所设计的磁流变阻尼器能够满足人体正常行走时的需求。

关键词：磁流变阻尼器下肢假肢多目标优化磁路仿真性能测试

电磁式低频弯张单极子声波测井发射换能器研究

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电磁式低频弯张单极子声波测井发射换能器研究

作者：蒋明明中国石油大学(北京)

学位级别：硕士

地层渗透率对于油气藏的开发和评价具有重要的意义,一些国内外的专家和学者在研究中指出,斯通利波幅度的衰减、中心频率的偏移等与地层渗透率相关,且频率低时,相关性大。因此获得纯净的低频斯通利波对于地层渗透率的计算具有重要意义。... 详细信息

地层渗透率对于油气藏的开发和评价具有重要的意义,一些国内外的专家和学者在研究中指出,斯通利波幅度的衰减、中心频率的偏移等与地层渗透率相关,且频率低时,相关性大。因此获得纯净的低频斯通利波对于地层渗透率的计算具有重要意义。目前声波测井常用的单极子压电陶瓷发射换能器发射谐振频率在十几k Hz以上,在这种发射频率下,接收全波列中各类模式波混在一起,难以分离出纯净的斯通利波。因此,针对渗透率评价中对低频发射换能器的需求,本研究通过有限元仿真软件COMSOL Multiphysics,结合实际井眼环境,研制了一款低频声波发射换能器。该换能器将电磁和结构相耦合,以电磁力为驱动力,利用弯张换能器低频、小体积和大功率的工作特性而设计。本研究的主要内容包括磁路结构、振动壳体结构的仿真分析和换能器激励电路的设计,并基于仿真计算和水池实验验证该换能器的工作特性。在磁路仿真研究中,提出了几种满足井下应用的磁路,并分别分析永磁体、软铁以及气隙的结构和尺寸对气隙中磁通密度的影响,总结了磁路中气隙磁通密度变化的规律。综合考虑,本研究选择内磁式磁路作为换能器的磁路,内磁式磁路气隙磁通密度的变化规律为:(1)永磁体宽度增加对气隙磁通密度的提升影响较大;(2)永磁体高度增加能够提升气隙磁通密度,但高度增加到一定程度时,磁通密度将不再增加;(3)当软铁出现磁饱和时增加软铁体积能够提升气隙磁通密度;(4)气隙宽度增加时,气隙磁通密度降低;气隙高度增加时,气隙磁通密度降低,但气隙均匀区高度增加;(5)气隙中央磁通密度分布最均匀;(6)永磁体磁化方向改变不影响气隙磁通密度的大小。在振动壳体仿真研究中,提出了壳体振动最优振动模态的概念。在多阶振动模态中,最优振动模态下壳体辐射能量最大,且能量周向分布最均匀。振片是影响壳体振动特性最主要的结构,本研究通过改变振片的结构特征,对壳体进行仿真并总结了在最优振动模态下壳体振动的规律:(1)振片厚度增加时,壳体谐振频率增加,辐射声能量也在增加;(2)振片高度增加时,壳体谐振频率降低,声辐射能量也在降低;(3)振片曲率降低时,壳体谐振频率和辐射能量都是先增加,后趋于稳定。在激励电路设计中,选用FPGA作为主控芯片,进行了电源电路、FPGA及外围电路、隔离驱动电路和全桥电路的设计,并完成了电路PCB的制作及元件的焊接和电路的调试。利用SPWM原理,通过硬件电路向负载线圈发射峰值为40A正弦激励电流,并通过阻抗匹配提高激励效率。通过仿真分析结果,设计并加工了换能器和配套激励电路。经过实验验证,该发射换能器的谐振中心频率为900Hz,满足低频声波发射换能器的使用要求。

关键词：低频换能器磁路仿真振动壳体仿真激励电路 SPWM

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变磁化方向单元组合式永磁吸附装置优化设计

电工技术学报 2016年第3期31卷 188-194页

作者：闫晨飞孙振国张文增陈强清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084 浙江清华长三角研究院嘉兴314006

在永磁吸附装置设计理论的基础上,提出并实现了一种变磁化方向单元组合式永磁吸附装置。该装置由若干磁化方向不同的永磁体紧密排列而成,不同磁化方向首尾相连构成环形。采用有限元法对新型永磁吸附装置进行了参数化建模、结构特性分析... 详细信息

在永磁吸附装置设计理论的基础上,提出并实现了一种变磁化方向单元组合式永磁吸附装置。该装置由若干磁化方向不同的永磁体紧密排列而成,不同磁化方向首尾相连构成环形。采用有限元法对新型永磁吸附装置进行了参数化建模、结构特性分析、磁路仿真、吸附力计算和结构参数优化。试制了相同材料和体积的新型和Halbach型永磁吸附装置,测定了单位质量吸附力与气隙厚度的关系曲线。实验结果表明,与Halbach型永磁吸附装置相比,新型永磁吸附装置的单位质量吸附力平均增加了1倍,最大增幅达2.3倍。

关键词：永磁吸附装置磁路设计磁路仿真参数优化 Halbach阵列

磁流变阻尼器集成式电磁活塞结构设计及磁路分析

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磁性材料及器件 2022年第2期53卷 39-45页

作者：居本祥吕冰重庆理工大学机械工程学院重庆400054 青岛科技大学自动化与电子工程学院山东青岛266044

对传统的磁流变阻尼器活塞结构进行了改进设计,提出了集成式电磁活塞结构,即将整个磁路集中于活塞部分,并建立了基于流动工作模式的理论分析模型。针对磁路模型进行了2D、3D有限元数值仿真计算,利用2D仿真分析了相关结构参数对磁路性能... 详细信息

对传统的磁流变阻尼器活塞结构进行了改进设计,提出了集成式电磁活塞结构,即将整个磁路集中于活塞部分,并建立了基于流动工作模式的理论分析模型。针对磁路模型进行了2D、3D有限元数值仿真计算,利用2D仿真分析了相关结构参数对磁路性能的影响规律,结合3D磁路仿真完善并验证磁路设计的合理性;根据提出的磁路结构研制磁流变阻尼器样机,通过电测示功机进行示功及速度特性试验,表明该阻尼器具有优良的磁致阻尼性能,证明了集成式电磁活塞结构设计的有效性。

关键词：磁流变阻尼器集成式电磁活塞磁致阻尼磁路仿真磁通密度

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交流伺服电机性能测试平台设计与应用研究

数控机床市场 2022年第3期 59-61页

作者：翟世欣曾星武汉华中数控股份有限公司

随着中国智能制造2025战略的提出以及电机工业的迅速发展,行业内对于交流伺服电机的性能指标提出了更多以及更高的要求,在电机厂商层面,除了对电机的磁路仿真设计、工艺路线进行研究以外,往往缺失的是对新产品样机大批量的关键性能与理... 详细信息

随着中国智能制造2025战略的提出以及电机工业的迅速发展,行业内对于交流伺服电机的性能指标提出了更多以及更高的要求,在电机厂商层面,除了对电机的磁路仿真设计、工艺路线进行研究以外,往往缺失的是对新产品样机大批量的关键性能与理论仿真的验证;在配套主机厂层面,随着电机选型品种繁多、应用层面广、性能参数多、知识层面宽泛,且对应不同应用场合对性能的偏重点也不同,这些问题都对电机性能测试技术有了更高的要求。对此,需要形成全面的评价标准和准确的测试手段,因而,开发一套交流伺服电机性能测试平台显得尤为重要。

关键词：交流伺服电机电机工业关键性能磁路仿真电机性能测试工艺路线电机选型主机厂

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圆盘式磁流变液变厚度传动性能研究

机械传动 2017年第12期41卷 26-30,35页

作者：黄金周轶袁发鹏重庆理工大学机械工程学院重庆400054

基于磁流变液的流变特性和形状记忆合金弹簧的热驱动特性,提出了一种通过温度场控制的形状记忆合金弹簧驱动的磁流变液变厚度进而改变转矩的新型传动方法。介绍了其工作原理,推导了厚度与形状记忆合金材料、动力、几何等参数之间的关系... 详细信息

基于磁流变液的流变特性和形状记忆合金弹簧的热驱动特性,提出了一种通过温度场控制的形状记忆合金弹簧驱动的磁流变液变厚度进而改变转矩的新型传动方法。介绍了其工作原理,推导了厚度与形状记忆合金材料、动力、几何等参数之间的关系。基于磁路理论,建立了该传动装置的磁路模型,推导了磁势的计算公式。用ANSYS软件进行了二维磁场有限元仿真,得到4种不同厚度下的磁感应强度分布云图,最后分析了不同厚度下传递转矩的能力。结果表明,磁流变液的厚度越小,所能传递的转矩越大,但磁流变液的厚度存在最小值。

关键词：形状记忆合金弹簧变厚度磁流变液传动磁路仿真转矩