亥姆霍兹线圈磁场均匀性的研究

推导了亥姆霍兹线圈所产生的磁感应强度的计算公式,利用该公式进行了编程计算,研究了亥姆霍兹线圈在空间所产生的磁场分布规律．以１％均匀度为例给出了磁场均匀区与环半径（距离）之间的关系．     

基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法

针对数值计算方法精度难以保证、双航向及两地测量法难以实施、地磁模拟法测量精度与所模拟的地磁场均匀度高度相关等问题,提出了一种基于体单元与测点间磁场映射关系的舰艇感应磁场测量方法。该方法利用消磁站已有的地磁补偿线圈产生磁场来对船体进行磁化,且不需要线圈产生的磁场在舰艇所占区域内均匀,因而大大降低了在单一航向上准确测量舰艇感应磁场的难度。仿真分析和实验室实验的结果均表明:该方法测量精度高、测量步骤简单、易于工程实现。     

卫星姿控实物仿真系统中的磁线圈分析

报道利用两对赫姆霍兹线圈模拟卫星的磁环境的研究。首先分析了赫姆霍兹线圈产生磁场的均匀度 ,接着分析了单一线圈安装和形状偏差对产生磁场的影响 ,然后提出地球磁场模拟方案 ,最后给出仿真结果和分析结论     

螺线管磁场性能的优化

采用正反“单匝”线圈优化螺线管轴向磁场的均匀性和陡化端口磁场的下降沿。计算和实验研究表明,该方法明显改善磁场的均匀性和端口磁场的下降沿。     

混合隔振系统中电磁作动器的优化设计

由于混合隔振系统中的电磁作动器对电磁力、体积重量、损耗等指标有着严格的限制,因此电磁作动器的优化设计显得十分重要。为此,提出了电磁作动器系统参数(包括几何尺寸参数和电参数)的优化设计方法,推导了电磁作动器总损耗与系统参数间的关系。通过有限元分析软件ANSYS中的优化设计模块,使用ANSYS参数化设计语言建立了在保证电磁力及体积限制条件下,以总损耗最小为目标函数的三维参数化分析模型,多次循环迭代求解后得到了较为优化的系统参数。仿真及实验结果表明:按照该方法设计的电磁作动器能够满足各项设计指标要求,且性能比其他参数下更为优化。     

海水中时谐磁场的传播特性

依据Maxwell方程组和海水中电磁场边界条件,推导出均匀海水中水平环形线圈的时谐磁场表达式;采用折线逼近法和分步积分法,对海水中时谐磁场的传播特性进行了数值计算。在此基础上,采用环形线圈磁场产生器进行了时谐磁场试验研究。理论计算和试验结果均表明:随着距离的增大,海水中磁场各分量幅值减小,但衰减速率变慢;一定强度的主动源磁场在敏感距离内可以被仪器探测到。     

同轴均匀消磁线圈对坦克磁场影响效应的数值模拟

通过数值处理和计算机模拟，得出一种排布方式的消磁线圈对坦克磁场的影响效应分布，即当消磁线圈为均匀密排情形时，线圈内部为匀强磁场，方向沿通电线圈的轴向，且与环形电流呈右手螺旋关系；线圈外部为磁偶极子场，该场会随着与线圈中心距离的增大而迅速减小。数值模拟的结果可为封闭型军事装备表层安装消磁线圈提供参考；通过分析消磁线圈附加磁场的特点为装备磁防护理论提供一些支持。     

磁致伸缩作动器的设计与性能分析

在分析超磁致伸缩材料特性的基础上设计了一种微位移作动器.通过有限元分析,对作动器的结构进行优化,得到均匀的偏置磁场和激励磁场;设计了预压力加载结构和强制冷却结构.对该作动器的动、静态性能进行了测试,结果表明:作动器基本上工作在线性区域内,其位移伸缩量大,低频动态性能较好,高频谐波分量影响较小,相位延迟较小,同时也证明了对作动器的磁场分析和结构优化是正确的.     

软质管线自动收卷机头展收机构研究

在对软质管线自动收卷机头展收机构进行设计时,为了满足机构功能设计的要求,并优化其工作行程与工作位姿,采用了计算机辅助设计的方法。设计计算时,联合使用位移矩阵及预选参数的方法精确计算出软质管线自动收卷机头展收机构的尺寸参数。在机构运动分析中,运用复矢量法计算出四杆机构运动位姿的解析解,并创新使用离散函数差分的概念优化液压缸铰接点的位置。机构设计计算的结果表明位移矩阵法设计的机构尺寸易于优化,复矢量法求解机构位姿比传统非线性方程数值解法更优越。     

基于改进遗传算法对某自动装弹机减速器的研究

在满足自动装弹机性能的前提下,研究了减速器的最优结构参数组合以及动力学性能。在分析了减速器不同参数对性能的影响后,提出了一种基于遗传算法的改进算法,以中心距最小为优化目标,建议优化数学模型;选取斜齿轮齿根弯曲强度和齿面接触疲劳强度为约束,运用改进遗传算法进行求解,得到最优参数组合。改进遗传算法进行优化,中心距的尺寸相比之前减少了9.59%;基于优化后的结果,随着减速器输出端负载的增加而振动变弱,其最大值仅为负载为500 N时的1/8。结果表明利用改进后的遗传算法可以有效地解决自动装弹机减速器结构优化问题,为以后的工程图设计提供依据。     

封装对螺旋线圈发射器互感梯度的影响

互感梯度是决定线圈炮加速力的主要因素。本文以螺旋线圈炮为例,建立了计算互感梯度的二维有限元模型,对四种不同属性的封装材料和封装尺寸对互感梯度的影响做出了分析和比较,并给出了不同的封装材料及尺寸下封装的电流密度和磁场分布图。分析表明,互感梯度受到封装材料电导率和磁导率的双重制约。电导率决定了封装中感应涡流的大小;磁导率决定了对磁场的加强程度。减小封装与线圈的间距,导磁材料的磁场加强效果更好,而导电材料的涡流效应也更明显;增加封装的厚度,导磁材料可以更好地增强磁场,但导电材料由于电阻更小涡流效应更明显。为了实现互感梯度的最大化,可以在减小封装与驱动线圈间距并增加封装厚度的情况下使用高磁导率的硅钢片制作封装,硅钢片的厚度应该尽量小从而削弱涡流效应。     

综合消磁过程中工作线圈安匝数的估算方法

提出应以满足船壳退磁要求来确定交变磁场的最大振幅，研究了船壳内的磁场与外加磁场的关系，给出了工作线圈总安匝数的计算公式，讨论了如何分配“安”与“匝”等问题．     

基于场模拟的舰艇防火优化设计

从舰艇结构与人员防护的角度来探讨舰艇防火优化设计,提出了舰艇防火优化设计参数,并利用场模拟模型对着火舱室与火灾蔓延舱室进行定量的数值计算与分析,来确定不能满足舰艇防火优化设计参数的舱室;进而根据分析的结论对这类舱室采取主动或者被动的消防措施.通过这些优化措施使得优化后的舱室满足舰艇防火结构优化设计参数,最终达到舰艇防火的目的.     

三线圈滚转姿态角测量系统建模与设计

为了对制导弹药进行精确定姿,需要准确测量弹丸滚转姿态角,首先建立三线圈滚转姿态角测量系统模型,详细阐述了系统工作原理,介绍了系统硬件设计方法及软件设计思想.通过使用三个磁感应线圈传感器对人工磁场及地磁场进行测量,并结合相应滚转角解算算法,可实时计算出弹丸滚转姿态角.     

强磁场环境模拟系统线圈支架设计及力学仿真

强电磁冲击环境的核心执行机构是线圈,除保障强磁环境发生线圈的电磁特性外,还须确保线圈支架具有充足的机械特性。在完成对线圈磁电设计的基础上,根据线圈的三维结构图、材料配置、质量分布、各零部件之间连接方式以及线圈固定方式等,建立线圈支架结构整体系统有限元计算模型,对线圈支架系统进行静力、稳定性数值计算分析,并校核联接件强度,为线圈支架结构提供参考依据。对实用大型强磁冲击系统所用线圈整体的力学结构进行设计分析,应用背景较新,且仿真计算过程严格按照实际搭建尺寸进行,具有高度的一致性,为后续搭建强磁环境发生装置提供坚实基础。     

定量分析方法在机械防烟设计审核中的应用

建筑发生火灾后,保证垂直疏散通道不受火灾烟气的侵入是建筑消防设计首先考虑的问题。机械防烟系统的有效性直接关系到建筑火灾情况下烟气控制的效果,该系统设计的定量审核一直是建设工程消防设计审核过程中的一个难点问题。通过工程实例分析,对机械防烟设计关键参数的量化审核方法进行了系统分析和步骤详解,包括风机加压送风量、送风管道尺寸及加压送风口尺寸等,从而为消防监督管理人员提供一定的参考。     

基于改进差分进化算法的内弹道参数优化

火炮内弹道参数直接影响其计算结果,内弹道参数优化设计是内弹道分析计算的重要环节。基于经典内弹道计算模型,以火药内弹道计算中最为敏感的燃速指数及其燃速系数为设计参量,以最大膛压及弹丸初速的计算值与测试值一致性为目标,对差分进化算法群体的初始化、变异因子及变异模式进行了改进,对某型火炮的内弹道参数进行了优化计算。优化设计结果表明改进后的差分进化算法满足内弹道设计工程实践要求,为内弹道参数优化设计提供了一种有效的算法。     

多片式磁流变液离合器的设计与仿真

为了使磁流变液离合器能够传递较大转矩以满足B级轿车的要求,通过对磁流变液离合器的工作原理和转矩传递能力进行分析,确定了相关的结构参数和电磁参数,设计了一款多片式磁流变液离合器.利用Ansoft有限元分析软件对离合器模型内部的磁场分布进行了仿真,从仿真结果来看,离合器中磁流变液的工作区具有较高的磁感应强度,能够实现预期的转矩传递目标.     

一种楔块式单向超越离合器结构参数优化设计

为优化楔块式单向超越离合器的结构参数,根据漂浮式微型波力发电装置对超越离合器的要求,建立楔块式超越离合器结构参数的数学模型。以体积最小为优化目标,建立接触疲劳强度和各个尺寸的约束条件,并利用Matlab软件的优化工具箱求解数学模型。最后将常规设计参数和优化设计参数进行比较,结果表明:优化设计的体积只有常规设计的72.33%;漂浮式发电装置的传动系统结构更加紧凑,质量更轻。     

航空钛合金管件端口电磁校形技术

航空钛合金管件在制造应用时需要管件端口夹持和焊接,往往导致管件端口变形严重,影响后续的加工与连接。采用电磁成形方法,对TC4管件进行管件端口校形实验。应用Ansoft Maxwell有限元软件,对放电电流、磁场和电磁力大小、分布进行研究,将仿真结果与实验结果进行比较分析,结果表明:线圈匝数影响放电回路峰值及震荡频率,进而影响电磁校形效果,选择合理的线圈匝数有利于提高校形效率;最大径向磁压力与线圈匝数成反比,线圈匝数增加,校形后最大变形量减少,管件端口变形更加均匀;铁芯位于线圈中时,线圈自感系数增大,导致放电回路电流峰值下降,放电周期延长,在未达到铁芯饱和磁通时,铁芯的增加可以显著提高电磁力,改善钛管端口电磁校形精度。