磁场仿真

摘要： 内置线圈发热会影响磁流变液黏度,并且线圈内置会导致安装、拆卸不易。为解决以上问题,研究线圈外置式磁流变液减震器的结构设计;通过仿真分析不同的缸体材料、线圈布置方式和结构参数对间隙处磁感应强度的影响。结果表明:间隙处的磁感应强度随着电流的增加而逐渐增大,但是受材料磁饱和强度的影响,不能无限增加;线圈外置式磁流变液减震器要使用槽宽尽可能大的单线圈模型;随着间隙的不断增加,间隙处的磁感应强度不断减小。

摘要： 目的改善传统平面磁粒研磨中轨迹均匀性较差、材料去除不均匀等问题。方法首先,基于Hilbert分形曲线加工平面,对Hilbert分形曲线进行几何特征的修改,进一步改善研磨轨迹的均匀分布;其次,传统磁粒研磨平面时采用圆柱磁极,其半径方向线速度的差异会导致材料出现去除量不一致等问题,使用环形磁极进行研磨,对不同长径比环形磁极进行三维静磁场模拟仿真,对比不同长径比的磁感应强度和1 mm处的磁场强度曲线,选取最佳的长径比进行研磨,在一定程度上保证材料的均匀去除;最后,利用ADAMS软件进行单个磨粒运动轨迹的仿真,建立笛卡尔坐标网格划分,利用离散系数C_(v)进行轨迹密度的数值分析,对研磨轨迹均匀性进行评价。结果长径比为3∶4的环形磁极的磁感应强度最大,可达300 mT左右。在相同条件下,分别沿传统直线往复式路径、Hilbert曲线和改进的Hilbert曲线进行仿真,经离散系数C_(v)的评定,沿改进Hilbert曲线的研磨轨迹均匀性显著提高,离散系数C_(v)为0.407,较传统往复式的离散系数提高了约43.2%,较Hilbert曲线路径的离散系数提高了约10.7%。沿改进的Hilbert曲线的9个检测点的表面粗糙度降幅基本一致,降幅曲线平缓。原始表面的加工纹理、缺陷被完全去除,研磨后表面形貌均匀平坦。结论沿改进的Hilbert加工路径进行研磨,研磨轨迹复杂多样,且分布相对均匀,确保了表面材料去除量的均一性,表面质量较好。

摘要： 薄壁零部件在航天、汽车、轮船等方面有着广阔的运用前景,但其低刚度、结构复杂、难以夹持也一直困扰着机械制造业。因此本文针对薄壁零部件的结构特点,设计一款基于磁流变效应、可柔性调控的辅助装夹装置。通过有限元仿真分析了不同参数对装置工作间隙内的磁感应强度的影响规律。而后通过试验对装置内的磁感应强度进行测试。试验与仿真结果表明,装置设计符合需求。

摘要： 设计了一套基于磁流变液特性的自适应式柔性辅助支承装置,可用于提高复杂曲面弱刚度零件的加工精度,通过Comsol利用有限元法进行装置磁场仿真,确定其磁场强度大小,建立基于磁流变效应的弱刚度工件铣削加工与夹具系统装夹定位模型,对辅助支撑作用下的定位约束模型进行分析,计算静态下工件变形量,研究装置对工件加工质量的影响。搭建基于磁流变辅助支承铣削加工试验平台,在不同电流参数的条件下进行弱刚度零件铣削加工,使用Labview平台采集系统对切削信号数据进行采集分析,并测量铣削加工表面粗糙度,结果表明,磁流变辅助支承作用下,弱刚度工件表面相较于无支撑状态振动幅度相应降低了46.9%~75.7%,表面粗糙度约降低69.89%~80.61%。

摘要： 针对磁流变减摆器设计流程存在相似工作量大、有限元分析过程复杂、研发周期长等问题,基于参数化描述磁流变减摆器各零件尺寸,在VB6.0环境下通过CATIA和ANSYS二次开发方式,构建磁流变减摆器结构参数化建模仿真平台.仿真结果表明,该平台可快速对磁流变减摆器进行建模,并对不同尺寸参数值下减摆器的磁场分布进行仿真分析,简化了磁流变减摆器的设计流程,缩短了研发周期.

摘要： 针对永磁吸附式爬壁机器人机动性与吸附性相矛盾这一问题,提出了一种电磁铁轮流通断电机构,并基于该机构设计了一种履带式爬壁机器人.为了防止机器人出现滑移、倾覆和翻转失稳状况,对机器人进行了力学分析,利用COMSOL软件对电磁铁进行磁场仿真分析,完成了电磁铁的设计及机器人整机的制作.结果表明,机器人能够以任意姿态在不同角度壁面上爬行,验证了电磁铁轮流通断电机构的可靠性.该机器人在大型钢结构巡检等方面有较好的应用价值.

摘要： 为改善磁流变阻尼器阻尼性能,设计了一种具有多段轴向液流阻尼通道的磁流变阻尼器.该磁流变阻尼器将励磁线圈对称设置在阻尼器两端端盖处,阻尼通道由四条被内套筒分割、呈内外层分布的轴向圆环流组成.阐述了所提出的磁流变阻尼器工作原理,推导了其力学模型.采用有限元软件建立阻尼器模型,仿真模拟各阻尼通道处磁感应强度分布规律.建立了一个包含多性能指标的目标函数,利用ANSYS一阶优化对磁流变阻尼器关键尺寸参数进行优化,并对比分析了优化前后相关阻尼性能.仿真结果表明,当加载电流为1.1 A时,优化后磁流变阻尼器的输出阻尼力由3.59 kN提高至4.75 kN,较优化前增加了32.3％.

摘要： 根据系统运行特点及实际场景应用需求设计出了一套性能稳定、操作便捷的高速开关阀,并通过计算与分析确定出CMM棒长度,并根据开关阀运行要求计算出最佳线圈量.为全面了解、准确掌握GMA磁场分布情况,选用仿真软件进行实验研究,通过结果分析进一步发现,只有合理控制磁导率,才能确保磁场科学分布,而且当磁导率差值达到最小时可保证磁场效用得以全面发挥.另外,气隙宽度也会影响磁场分布,现有研究明确证实,磁场会在气隙宽度为0.4 mm时达到最理想分布状态.

摘要： 本文介绍了提高矩形磁控阴极靶材利用率的方法,尤其利用磁场仿真技术获得优化的磁路结构,增加矩形平面阴极直线跑道刻蚀宽度,优化端部刻蚀深度使其与直线跑道刻蚀深度基本一致,从而将靶材整体利用率提高到40％以上.

摘要： 高温超导变压器具有体积小、重量轻、效率高、过负荷能力强和无火灾隐患等优点.基于高温超导变压器的绕组设计采用螺旋型高温超导复合导体,为提高螺旋型高温超导复合导体载流能力和超导材料的利用率,本文首先介绍了螺旋型高温超导复合导体的结构,它包括铜骨架和超导层;然后借助COMSOLMultiphysic有限元软件,进行螺旋型高温超导复合导体三维建模仿真,分析了不同导体层绕制节距等结构参数条件下,磁场分布的影响;最后绕制了高温超导复合导体短样,实验验证了磁场仿真分析的正确性.

摘要： 本文对某半物理实验台上使用的电气转换器力矩马达结构和工作原理进行了相关研究.首先,基于磁路法对电气转换器力矩马达进行了理论计算,并分析了包括永磁体剩磁、线圈匝数、气隙间隙等多种因素的影响.此外,对其性能失效进行一定理论分析.最后基于ANSYS磁场仿真模块对力矩马达进行了磁场仿真,仿真结果与理论计算结果保持了较好的一致性.

摘要： 从工程技术、试验手段、仿真技术等方面出发,分析了柴油机消磁工作的研究现状,对目前船艇柴油机消磁中的几种典型的方法手段进行探讨,并评价其各自的优缺点.以柴油机的连杆为例,采用abaqus有限元软件的电磁仿真模块进行磁场计算,为柴油机整机的磁场仿真计算做好了理论准备.

摘要： 电磁力理论计算公式通常是在采用简化磁路分析方法得出的,因此计算结果不精确.有限元分析方法可考虑漏磁、磁饱和、边缘效应等因素,更加贴近实际情况.电磁力耦合受多参数影响,有必要在多参数下进行分析.本文采用有限元法对主动径向磁悬浮轴承磁场进行分析,得出电磁力关于位移与控制电流的曲面,给出了位移刚度与电流刚度的有限元分析值,并与理论公式计算结果对比分析.结果表明在小范围内两种分析结果相差不大,但在偏离平衡点较大时,理论计算值与有限元分析值相差较大.同时在多参数下对径向磁悬浮轴承电磁力耦合进行分析,结果表明偏心与控制电流变化对径向磁悬浮轴承耦合有明显影响.

摘要： 磁流变液技术利用磁场改变磁流体的粘滞特性,进而改变阻尼力.本文分析了磁流变液在磁场作用下所受到的微观作用力,进而研究了应用于阻尼器时的宏观阻尼力与磁场之间的关系,并对所采用的阻尼器的简化模型利用COMSOL进行了磁场仿真分析.最后分析了应用于汽车中组成半主动悬架的相关问题,给出了完整的系统构想框图。

摘要： 本文针对一台用于电力作动的11kW 高功率密度直流无刷电动机，采用有限元方法，对磁场进行仿真，并在磁场分布的基础上，对电动机的启动和稳态工作特性进行分析，对仿真参数和物理样机的实测参数进行对比，结果表明，仿真达到较高的准确度。该设计方法，对于提升高功率密度直流无刷电动机的设计水平，具有一定的参考意义。

摘要： 为解决磁吸附式水下机器人磁吸附系统的设计中遇到的难题,使用ANSYS软件进行磁场模拟,分析永磁体周围的磁场分布.通过软件仿真和实验测量相结合,深入分析比较了空气和水两种介质中的磁场的差别.研究结果表明,空气和水两种介质中,磁块单元周围的磁场分布一样;并且在相同粗糙程度的工件壁面,磁块对工件的吸附力相等。

摘要： 本发明涉及集成器件仿真技术领域，公开了一种高集成系统的电磁场和温度场联合仿真方法。获取待仿真系统中的有源器件个数n；获取各器件的尺寸大小；针对目标器件，找到与目标器件的距离小于系统预先设定的最大热串扰距离L的所有器件，计算这些器件的温度分布曲线；基于温度分布曲线，根据热量守恒定律，计算集成系统中目标器件的真实温度值。重复上述过程，获取所有器件的真实温度。将所述温度值信息传递给对应器件，完成温度和电磁场的联合仿真。本发明针对高集成的建模仿真领域，可模拟集成系统仿真过程中的温度分布情况，进而为各器件稳定工作时的温度信息提供依据，从而提高系统仿真的精度。

摘要： 本发明涉及一种基于磁场形态仿真设计的磁场辅助激光焊接平台，该平台应用于磁控焊接技术领域。所述平台由磁场发生装置和弱磁损焊接工装组成，具体包括U型铁芯、铜导线圈、外加励磁电源、弱磁损焊接平台、导气管及铜垫片。其中将线圈均匀缠绕在由硅钢薄片叠加组成的U型硅钢铁芯表面，并连接励磁电源产生磁场，弱磁损的焊接平台可有效降低磁场在空间法向上的损耗。本装置具体的装置尺寸通过磁场形态仿真辅助设计，借助励磁电源施加恒流及交变电流，可在焊接材料中心产生较为集中稳定的横向稳恒及交变磁场，用于调控焊接过程熔池流动行为，从而优化焊接质量，改善焊接工艺。

摘要： 本发明公开了一种固‑油混合式高压电缆‑GIS终端内部放电高频电磁场分布特性仿真方法，包括固‑油混合式高压电缆‑GIS终端三维模型的构建、仿真初始设置、仿真结果分析三个部分。该方法通过时域有限差分法可精确模拟固‑油混合式高压电缆‑GIS终端内部放电信号的传播路径和频谱特征，得到该类信号全面、准确的高频电磁场辐射特性，以指导现场针对固‑油混合式高压电缆‑GIS终端内部放电的局部放电检测装置安装和使用，提高检测和维护水平。

摘要： 本发明涉及了巡检无人机巡线模拟技术领域，公开了一种输电线路巡检无人机仿真系统磁场环境修正方法，其方法如下：提取输电线路巡检无人机位置信息；计算地磁纬度；计算地磁场强度；计算磁倾角和磁偏角；计算地磁场强度三维分量；计算每相线路周围磁感应强度；计算输电线路在巡检无人机目标点产生的综合磁场；计算巡检无人机目标点的综合磁场。

摘要： 本发明属于磁悬浮驱动永磁织针的动态仿真技术领域，公开了一种电磁‑永磁耦合驱动织针磁场仿真系统及仿真方法，根据几何特性进行励磁线圈的参数设计；根据磁场仿真磁感应强度，建立励磁线圈—永磁耦合磁场计算模型；建立励磁线圈—永磁织针耦合磁场参数变化模型，设置耦合磁场仿真模型的优化目标和优化方法；从仿真结果中根据优化目标确认控制参数，建立磁场控制永磁织针三工位工作模式，形成工作程序。本发明具有参数设置、结果输出、功能选择、特性分析模块，同时将磁场仿真技术和磁悬浮织针控制模块引入该平台，对织针编织轨迹施加不同的控制方案，组建综合控制系统，大幅提高磁悬浮织针编织效率和稳定性。

摘要： 本发明公开一种用于水下目标探测的海水离子运动磁场仿真方法、装置，该方法步骤包括：S1.构建海水离子运动磁场初步模型，再在似稳假设下进行简化，最终构建得到由外部激励源的声源参数和海水溶液理化参数描述磁场强度的海水离子运动磁场模型；S2.进行仿真时，构建海域模型并确定待仿真海域的海水溶液理化参数，以及对声场进行仿真，并将仿真结果作为声源激励输入至海域模型中，得到声源参数计算结果，将海水溶液理化参数、声源参数计算结果输入至海水离子运动磁场模型中，计算得到海水离子运动磁场的仿真结果。本发明能够对水下目标运动激发海水离子分离所产生的磁场进行仿真，且具有仿真实现简单、效率及精度高等优点。

摘要： 本发明属于磁悬浮驱动永磁织针的动态仿真技术领域，公开了一种电磁‑永磁耦合驱动织针磁场仿真系统及仿真方法，根据几何特性进行励磁线圈的参数设计；根据磁场仿真磁感应强度，建立励磁线圈—永磁耦合磁场计算模型；建立励磁线圈—永磁织针耦合磁场参数变化模型，设置耦合磁场仿真模型的优化目标和优化方法；从仿真结果中根据优化目标确认控制参数，建立磁场控制永磁织针三工位工作模式，形成工作程序。本发明具有参数设置、结果输出、功能选择、特性分析模块，同时将磁场仿真技术和磁悬浮织针控制模块引入该平台，对织针编织轨迹施加不同的控制方案，组建综合控制系统，大幅提高磁悬浮织针编织效率和稳定性。

摘要： 本发明涉及仿真处理领域，尤其涉及一种多环路的FDTD电磁场仿真分析方法、系统、设备和介质。一种多环路的FDTD电磁场仿真分析方法，包括：获取目标模型的第一网格数据和第二网格数据；所述第一网格数据和所述第二网格数据分别为不同的网格类型数据；以所述第一网格数据和所述第二网格数据进行求交运算，得到以所述第一网格数据为基础的交线数据；以所述交线数据处理所述目标模型，进而基于FDTD算法得到所述目标模型的电磁场结果。通过使用目标模型的第一网格数据和第二网格数据进行求交运算，得到以第一网格数据为基础的交线数据后对目标模型进行二次处理，此时使用FDTD算法对目标模型进行电磁场求解，不会出现精度损失。

摘要： 本发明公开了一种柔性直流换流阀阀塔的磁场仿真方法和装置。该柔性直流换流阀阀塔的磁场仿真方法包括：根据柔性直流换流阀阀塔的结构确定磁场分布的关键部位；建立柔性直流换流阀阀塔的磁场仿真模型，并根据磁场分布的关键部位对柔性直流换流阀阀塔磁场仿真模型进行简化，得到阀塔简化模型；对阀塔简化模型进行剖分，得到阀塔剖分模型；采用有限元求解器的计算方法，计算阀塔剖分模型的磁场分布。由此，通过柔性直流换流阀阀塔的结构，可以确定出磁场分布的关键部位；保留磁场分布的关键部件，忽略对磁场分布影响较小或没有影响的位置处的零部件，从而提高仿真的针对性，减少计算的复杂性，提高仿真计算的速度和精度。

摘要： 本发明公开了基于亚网格和单步ADI‑FDTD的电磁场仿真方法，包括以下步骤：基于单步ADI‑FDTD、亚网格、FDTD，通过设置吸收边界条件、周期边界条件、总场边界条件、散射场边界条件，构建电磁场仿真模型，其中，电磁场仿真模型用于通过选取探测点和探测面，获取仿真区域的反射场和透射场的电场的时域波形图，以及仿真区域的频域信息，对电磁场进行仿真；相对于传统的FDTD算法，本发明提供的方法在仿真过程中可以节省39.28％的内存，并且可以节省98.01％的计算时间。