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铝板表面的铁氧体增强磁耦合的共面式无线电能传输系统研究

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铝板表面的铁氧体增强磁耦合的共面式无线电能传输系统研究

作者：黄天宇南昌大学

学位级别：硕士

近年来,磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetic-Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)技术凭借传输距离适中、传输效率高、输出功率大、电磁辐射小等优点受到广泛关注。针对传统同轴式MCR-WPT系统线圈占用空间较大、不易摆... 详细信息

近年来,磁耦合谐振式无线电能传输(Magnetic-Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR-WPT)技术凭借传输距离适中、传输效率高、输出功率大、电磁辐射小等优点受到广泛关注。针对传统同轴式MCR-WPT系统线圈占用空间较大、不易摆放的问题,提出了一种易于安放在家居环境的共面式MCR-WPT系统,该系统可逐段扩展,适用于长距离下给多个负载供电的应用场景。为了解决共面式系统耦合系数低、传输效率低等问题,在两个相邻线圈之间均匀摆放铁氧体块,显著增强了相邻线圈之间的耦合以及线圈中心工作区域的磁场,提高了系统的传输效率。而针对铁氧体导致线圈周围磁场泄露增强的问题,提出加入铝板来屏蔽系统边缘泄露磁场的方法。本文主要对在相邻线圈间加入双层铁氧体并在铁氧体上覆盖铝板的复合结构的共面式MCR-WPT系统进行研究。研究内容包括:(1)通过SS型传输结构为例介绍了MCR-WPT系统的基本电路参数和理论分析方法,并选用电路理论作为系统主要分析方法。(2)使用Maxwell 3D软件对同轴式和共面式系统进行仿真,可知共面式系统的耦合系数较低,为了提高耦合系数可在相邻线圈结合处上下两面放置铁氧体。接着分别对铁氧体的规格进行参数扫描,得出不同规格的铁氧体对耦合系数的影响。分析对比了有铁氧体结构与无铁氧体结构下对磁场分布的影响。(3)提出了具有铁氧体+铝板的复合屏蔽结构的共面式MCR-WPT系统,并使用Maxwell 3D软件对铝板的规格参数进行参数扫描,分析了不同规格的铝板对系统的性能影响以及系统泄露的磁场屏蔽效果。在此基础上分析了三线圈S-S-S型MCR-WPT系统中的电压-负载无关特性。(4)搭建两线圈和三线圈系统实验平台,将实验结果和理论分析进行对比,成功验证添加铁氧体能显著增强线圈的耦合系数,提高传输效率,复合屏蔽结构相比铁氧体结构效率虽然有所下降,但依然维持在一个较高的水准,同时验证了铝板有着良好的磁场屏蔽效果。最后验证了动态负载范围内三线圈系统下的电压-负载无关特性。

关键词： MCR-WPT 共面式铁氧体铝板屏蔽耦合系数传输效率

铝板为基础的S掺杂TiO_2催化分解有毒有机气体(英文)

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催化学报 2014年第7期35卷 1189-1195页

作者： Wan-Kuen Jo Hyun-Jung Kang Department of Environmental Engineering Kyungpook National University

S-doped TiO2(S-TiO2) films were immobilized on flexible low-cost aluminum sheets(S-TiO2-AS) using a sol-gel dipping process and low post-processing temperatures. The photocatalytic degradation of toxic organic vapors using the prepared films was evaluated using a continuous-flow glass tube under visible light exposure. The surface properties of the S-TiO2-AS and TiO2-AS films were examined by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray diffraction, and ultraviolet-visible spectroscopy. The photolysis of benzene, toluene, ethyl benzene, and xylene(BTEX) did not occur on the bare AS. In contrast, the photocatalytic degradation efficiencies of the target pollutants using S-TiO2-AS were higher than those obtained using reference TiO2-AS photocatalyst. In particular, the average photocatalytic degradation efficiencies of BTEX using S-TiO2-0.8-AS(S/Ti ratio = 0.8) over a 3-h process were 34%, 78%, 91%, and 94%, respectively, whereas those of TiO2-AS were 2%, 11%, 21%, and 36%, respectively. The photocatalytic decompo-sition efficiencies of BTEX under visible irradiation using S-TiO2-AS increased with increasing S/Ti ratios from 0.2 to 0.8, but decreased when the ratio further increased to 1.6. Thus, S-TiO2-AS can be prepared using optimal S/Ti ratios. The degradation of BTEX over S-TiO2-AS depended on the air flow rates and initial concentrations of the target chemical. Overall, under optimal conditions, S-TiO2-AS can be effectively applied for the purification of toxic organic vapors.

关键词： TiO2 有机气体催化分解有毒掺杂铝板光催化降解效率扫描电子显微镜

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基于压电阵列多通道的铝板损伤检测研究

计算机仿真 2023年第6期40卷 398-403页

作者：王高平陈云李波关可庆武汉工程大学机电工程学院湖北武汉430205

航天飞行器在服役过程中容易受到外部环境的影响出现不易发现的损伤,lamb波具有传播距离远、衰减慢等优点,成为当前结构健康检测中的研究热点。基于相控阵的延时法则与延时叠加的原理结合lamb的检测技术,利用ABAQUS建立了无损伤铝板和... 详细信息

航天飞行器在服役过程中容易受到外部环境的影响出现不易发现的损伤,lamb波具有传播距离远、衰减慢等优点,成为当前结构健康检测中的研究热点。基于相控阵的延时法则与延时叠加的原理结合lamb的检测技术,利用ABAQUS建立了无损伤铝板和有损伤铝板的三维模型,进行Lamb波损伤定位的仿真研究。通过对铝板损伤前后的仿真结果分析,实现了对铝板中微小损伤点的定位。最后搭建多通道数据采集实验平台对仿真结果进行实验验证,结果表明上述方法能精确定位铝板中的微小损伤位置,验证了上述方法有效性和准确性。

关键词：兰姆波相控阵铝板多通道

基于全向性SH0模态磁致伸缩贴片型传感器阵列的铝板缺陷成像研究

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机械工程学报 2018年第14期54卷 8-15页

作者：刘增华钟栩文李欣何存富吴斌北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京工业大学北京市精密测控与仪器工程技术研究中心

板材在生产、运输或使用过程中易产生缺陷,影响板材的使用并造成安全隐患。采用传感器阵列成像技术能够直观、清晰地显示出缺陷的相关信息。SH0模态在铝板中传播时无频散现象,波速恒定,在对信号进行处理时,不需要考虑频散特性带来的影响... 详细信息

板材在生产、运输或使用过程中易产生缺陷,影响板材的使用并造成安全隐患。采用传感器阵列成像技术能够直观、清晰地显示出缺陷的相关信息。SH0模态在铝板中传播时无频散现象,波速恒定,在对信号进行处理时,不需要考虑频散特性带来的影响,有利于缺陷定位和成像。基于磁致伸缩换能机理,研制出一种能在板中激励接收SH波最低阶模态即SH0模态的磁致伸缩贴片型传感器,并测试其全向性。以工程中应用广泛的铝板作为研究对象,运用研制的全向性SH0模态磁致伸缩贴片型传感器布置成分布式传感器阵列。利用椭圆成像算法,实现了铝板中不同直径的模拟缺陷成像检测,探究了全向性SH0模态磁致伸缩贴片型传感器阵列的检测能力,并基于ROC曲线设定成像通用阈值,提高了缺陷成像质量。

关键词：铝板磁致伸缩贴片型传感器 SH0模态缺陷成像阈值

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电磁加载下铝板闭合裂纹的动态特性分析

中国电机工程学报 2018年第7期38卷 2171-2178页

作者：张闯庞文英刘素贞杨庆新电磁场与电器可靠性省部共建重点实验室(河北工业大学) 天津市北辰区300130 天津工业大学天津市西青区300160

板状或类板状金属结构在各类装备中应用广泛,闭合裂纹作为金属疲劳损伤的早期表现形式之一,一直是工程检测中所面临的难题。该文通过对铝板上的闭合裂纹进行电磁加载,激励闭合裂纹处于波动状态,并通过采集和分析应力波实现对闭合裂纹的... 详细信息

板状或类板状金属结构在各类装备中应用广泛,闭合裂纹作为金属疲劳损伤的早期表现形式之一,一直是工程检测中所面临的难题。该文通过对铝板上的闭合裂纹进行电磁加载,激励闭合裂纹处于波动状态,并通过采集和分析应力波实现对闭合裂纹的检测。论文建立电磁加载下金属闭合裂纹的三维有限元模型,并在裂纹界面引入非线性弹簧模型,计算电磁加载下闭合裂纹区域的电磁场和位移场分布特征,分析不同电磁加载条件下金属闭合裂纹的动态特性,并对该检测方案进行实验,验证激励电流和加载位置等参数对电磁加载效果的影响。实验结果表明,闭合裂纹的存在,使得电磁加载下铝板中应力波的二次谐波成分更强。

关键词：电磁加载闭合裂纹二次谐波无损检测铝板

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飞秒激光制备黑色超芯吸铝板及其性能研究

飞秒激光制备黑色超芯吸铝板及其性能研究

作者：李美然辽宁科技大学

学位级别：硕士

在人类社会淡水资源日益紧张的背景下,各种前沿的净水技术层出不穷,绿色、高效、成本低廉的技术才是未来发展的首选。飞秒激光功率高、扫描速度快、热影响区小等,在材料加工领域中体现出很大的优势。铝的储量多、质量轻、稳定性好,广泛... 详细信息

在人类社会淡水资源日益紧张的背景下,各种前沿的净水技术层出不穷,绿色、高效、成本低廉的技术才是未来发展的首选。飞秒激光功率高、扫描速度快、热影响区小等,在材料加工领域中体现出很大的优势。铝的储量多、质量轻、稳定性好,广泛应用于人类社会的生产生活当中。利用飞秒激光制备具有超芯吸作用的黑色铝板表面,不仅可高效的吸收太阳能,而且可高效吸水,在同一表面实现界面蒸发,大幅度提升了能量的利用率,满足了以上对于净水技术的发展要求。本文首先研究了飞秒激光加工参数对铝板表面烧蚀形貌的影响规律,计算出其表面的烧蚀阈值,并且通过光学显微镜观察激光加工前后铝板内部的晶粒尺寸变化。然后制备出大面积的黑色超芯吸铝板表面,使用扫描电镜和白光轮廓仪对其进行表征,拟合出微槽内部液面上升速率。最后对黑色超芯吸铝板表面不同条件下的蒸发速率进行测量,分析了大气环境下其表面润湿性的转变机理。结果表明:铝板表面的烧蚀阈值为0.94 J/cm,离焦量对烧蚀线宽度影响最大,重复频率是影响烧蚀线深度的主要原因,较低的扫描速度会使微槽内部结构更加均匀,合适的扫描线间距既可降低铝板表面反射率,又保持微槽结构的数量和质量。激光加工后的铝板内部晶粒大小几乎无变化,证明了飞秒激光的“冷加工”。制备出的黑色超芯吸铝板表面微槽“脊”宽约为17.5μm、“谷”宽约为22.5μm、深度在60-70μm之间。室内无光照条件下,黑色超芯吸铝板表面蒸发速率约为1.31 kg/m/h。通过XPS分析出激光加工后的铝板表面润湿性发生转变是由于其对大气环境中有机物的吸附,使得表面具有疏水性的C-C键增多而导致的结果。

关键词：飞秒激光铝板芯吸作用水蒸发润湿性

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铝板的成形极限数值模拟研究

轻合金加工技术 2023年第9期51卷 58-63页

作者：王日亮王世华威海福瑞机器人有限公司山东威海264200 山东威高血液净化制品股份有限公司山东威海264200

通过系统地分析板料胀形成形机理,建立金属板料成形的有限元模型。分别设定不同类型和厚度的铝板及钣金尺寸,利用擅长在板料成形领域计算的LS-DYNA3D软件对板料胀形过程进行有限元模拟。并对不同型号,不同厚度铝板的成形极限图进行了分... 详细信息

通过系统地分析板料胀形成形机理,建立金属板料成形的有限元模型。分别设定不同类型和厚度的铝板及钣金尺寸,利用擅长在板料成形领域计算的LS-DYNA3D软件对板料胀形过程进行有限元模拟。并对不同型号,不同厚度铝板的成形极限图进行了分析,结合试验部分进行验证,确认3003铝合金板材的成形极限高于1060铝合金板材,且增加板厚可以提高材料的成型极限。

关键词：铝板成形极限胀形模拟

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铝板模具中铝屑的治理与维护

锻造与冲压 2023年第2期 66-70页

作者：刘俊坤北京奔驰汽车有限公司

根据多个车型铝板零件新项目生产爬坡阶段的模具维修维护经验,以及投入到序列化生产过程中铝板模具的生产表现,充分分析总结铝屑的产生原因和修理方案,明确修理流程并探讨线下的模具维护和保养,前期进行预防性刃口精确修理,做到铝屑的... 详细信息

根据多个车型铝板零件新项目生产爬坡阶段的模具维修维护经验,以及投入到序列化生产过程中铝板模具的生产表现,充分分析总结铝屑的产生原因和修理方案,明确修理流程并探讨线下的模具维护和保养,前期进行预防性刃口精确修理,做到铝屑的防、治结合,双管齐下,减少生产停机和返修,提高铝板生产效率,为铝板模具修理的持续性改善提供基础。

关键词：铝板模具维修修理方案铝屑爬坡阶段维护和保养维护经验序列化

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铝板表面阳极化膜层裂纹研究

化学与粘合 2024年第1期46卷 30-34页

作者：张肖葛文凯新乡航空工业(集团)有限公司河南新乡453049

用扫描电子显微镜和电化学方法研究了铝板阳极化膜层受热开裂行为和开裂前后的电化学行为,分析讨论阳极化膜层开裂的产生机理,并通过各种工艺试验验证降低裂纹数量的方法。铝板阳极化膜层经加热后,因阳极化膜层与铝合金基体热膨胀系数... 详细信息

用扫描电子显微镜和电化学方法研究了铝板阳极化膜层受热开裂行为和开裂前后的电化学行为,分析讨论阳极化膜层开裂的产生机理,并通过各种工艺试验验证降低裂纹数量的方法。铝板阳极化膜层经加热后,因阳极化膜层与铝合金基体热膨胀系数差异及冲压零件的内应力作用,阳极化膜层产生裂纹。阳极化膜层与基体热膨胀系数差异越大,受热后裂纹越严重;阳极化膜层受热温度越高(210~360℃),裂纹越严重;阳极化时间越长(20~29 min),膜层厚度越厚,裂纹数量越多;铬酸阳极化膜层受热没有裂纹;硫酸阳极化重铬酸钾封闭比醋酸镍封闭的膜层裂纹少。

关键词：铝板阳极化膜层裂纹热膨胀系数