高温超导永磁悬浮系统竖直方向振动特性分析

摘要

本文主要研究高温超导磁悬浮系统的动态悬浮特性。在总结前人工作的基础上，改善Hikihara-Moon模型，建立强钉扎悬浮力模型；根据牛顿力学建立了超导永磁悬浮(HTS-PM)系统中悬浮体竖直方向振动的动力学方程。在此基础上论文利用实验测量的高温超导永磁悬浮系统竖直方向上的准静态悬浮力—位移曲线与由本论文中的强钉扎模型模拟的悬浮力—位移曲线相比较，确定计算悬浮力的强钉扎模型中若干不能确定或不容易确定的参数。再根据高温超导永磁悬浮系统悬浮力与超导永磁相对运动速度的关系，讨论了该系统中几个重要参数的变化对运动特征的影响，建立了由该强钉扎悬浮力计算模型和该动力学方程组成的能够描写超导永磁悬浮系统动力学特征的悬浮动力学模型。利用该模型计算了不同条件下悬浮体的临界承载能力、悬浮体抵御外力的能力等。结果表明： 悬浮体在不同的外加磁场作用下表现出不同的振动规律；即振动可能是单周期的，也可能是多周期的，甚至出现混沌现象。 当载荷永磁体质量一定时，使悬浮体与固定部分发生碰撞的外力的临界幅值将随外力的频率成n次方关系增加；在初始条件相同的情况下，随着载荷永磁体质量的增加，该临界外力增加，在频率为5HZ时，临界外力近乎成线性增加； 随初始悬浮高度增加，悬浮体承受外力的能力增大；同样在悬浮系统的承载范围内，不发生碰撞允许的载荷永磁体的最大质量随载荷永磁体的初始悬浮高度增加而减小； 在外力一定的情况下，悬浮体与固定部分发生碰撞的临界质量和载荷永磁体振动过程中发生第一次碰撞的时间曲线(临界载荷质量—时间曲线)的转折规律与发生碰撞的临界外力与载荷永磁体的质量曲线(力—载荷质量曲线)的转折规律相似。 最后，文章简述了高温超导永磁悬浮动力学模型的工业应用。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：插图目录及表格目录

第一章概述

第二章高温超导及其悬浮原理

第三章问题的提出

第四章HTS-PM系统竖直方向动力学模型

第五章计算结果分析

第六章HTS-PM系统动力学模型的工业应用简介

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况

附录