大直径大间隙磁性液体静密封的实验研究

某些特殊的应用场合尤其是军工领域中需要使用磁性液体来解决大直径大间隙条件下的静密封问题。本文设计并组装了磁性液体"O"形圈的直径大于390 mm,间隙分别为1.1 mm,1.5mm,2.0 mm和2.5 mm的磁性液体静密封结构以及对其进行耐压实验的实验台。在该实验台上,分别测量了不同间隙的密封结构在多种磁性液体注入量下的密封耐压值,使用不同的磁性液体时的耐压值以及不同温度下的耐压值。结果表明:对应于4种密封间隙,本密封结构的最大耐压值分别为通常情况下耐压值的20%,13%,8%和4%,合适的磁性液体注入量分别为70 mL,70 mL,120mL和120 mL;且在温度范围为20~120℃的条件下工作时对温度变化不敏感。     

坦克周视镜磁性液体密封的设计与实验研究

坦克周视镜的密封一直是一个难题,为了解决这一密封问题,采用了磁性液体密封,根据要求设计了磁性液体密封的具体结构,计算了密封间隙内磁场的大小及其分布,从理论上分析了磁性液体密封结构的耐压能力.实验结果表明,所设计的磁性液体密封结构合理,在耐压实验、高温实验、低温实验、盐雾实验、淋雨实验、湿热实验等条件下密封性能良好.     

屈服应力对磁性液体密封性能的影响

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用。在应用中发现,随着时间的推移,静止放置的磁性液体密封的耐压都将升高;如果是旋转密封,启动扭矩将增大。实验测定了磁性液体密封的启动扭矩和密封耐压随静置时间的增大关系,分析了引起这一现象的原因,修正了磁性液体密封的耐压和扭矩公式。结果表明,磁性液体的屈服应力大小是影响磁性液体的密封耐压和启动扭矩增大的主要因素,屈服应力越大,磁性液体密封的耐压和启动扭矩越大。研究结果为减小磁性液体密封的启动扭矩提高磁性液体密封的耐压性能提供了实验和理论参考。     

磁流体密封对齿聚磁结构特性的有限元分析

采用有限元方法对对齿聚磁结构参数进行了优化分析。研究发现,在密封间隙一定的条件下,影响对齿聚磁结构 聚磁效果的主要结构参数是极齿宽度和齿槽宽度,而极齿高度的影响并不显著;极齿宽度的影响受极靴材料饱和磁化强 度的限制,达到饱和磁化之前,减小极齿宽度有利于间隙磁通的汇聚;达到饱和磁化之后,进一步减小极齿宽度将会导致 对齿间隙磁通密度的下降,这种下降将在对齿间隙的中央区域发生,而且非常显著。     

屈服应力对磁性液体密封启动扭矩的影响

磁性液体密封是磁性液体最成熟的应用.磁性液体密封的密封性能会随着静置时间的延长发生变化,尤其是启动扭矩随静置时间延长而增大的现象,可能会导致密封件启动困难甚至损坏.针对磁性液体密封启动扭矩发生改变的现象,实验研究启动扭矩与温度、静置时间、磁性液体注入量和磁性液体所受压力的关系,理论分析启动扭矩产生变化的原因.研究结果表...     

斜磁化条件下多磁源目标的边界识别方法

针对传统磁源边界识别方法在斜磁化条件下对多磁源目标识别能力较差的问题,提出斜磁化条件下多磁源目标的边界识别方法。根据矢量合成原理将磁场分量转化为总幅值异常以及方向余弦,利用改进K奇异值分解方法重建磁信号。利用归一化磁源强度与化极互相关的方法估计不同计算区域内磁源的磁化方向,将磁测数据转化为垂直磁化条件下的磁测数据。通过磁梯度张量矩阵特征值的绝对值之和与垂直条件下磁场沿z轴方向的分量在z轴方向上梯度的比值对磁源的水平边界进行求解,实现了对磁源水平边界的估计。仿真和试验结果表明,该方法能够准确识别斜磁化条件下多目标磁源的边界,且具有较强的抗噪性。     

大直径UUV耐压壳体的结构设计

耐压壳体是UUV的重要部件,目前国内还未见对直径大于533 mm耐压壳体的结构设计有相关报道。以一种大型远程AUV的耐压壳体的结构设计为例,对大直径耐压壳体的强度计算、密封、防腐进行了较为详细的论述,以供设计大型UUV耐压壳体作参考。     

铁磁流体的部分性能及应用

铁磁流体是由基液、磁性超微粒子和表面活性剂组成的一种胶体悬浮液。它兼有固体磁性物质的磁性和流体的易流动性,因此,这种磁性液体被广泛地应用于工程中的许多领域。例如,密封、减振、润滑等。本文将对国内外所研究的磁流体的部分性能及工程应用进行综述。     

添加纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油基磁性液体抗磨性能研究

采用化学共沉法制备Fe304纳米磁性微粒，以油酸为表面活性剂修饰纳米Fe304，用超声波将其充分分散于配伍的聚α一烯烃合成油中，制备出纳米颗粒在润滑油中能保持长期分散稳定的磁性液体。在4球摩擦试验机上评价含不同质量分数纳米Fe304的磁性液体抗磨性能。在改进的环块摩擦试验机上评价不同外加磁感应强度下磁性液体的抗磨性能。结果表明，磁性液体比其载液聚α一烯烃合成油的抗磨性能明显提高，外加磁场也使磁性液体抗磨性能明显提高。     

制退活塞间隙密封效能分析

为研究制退活塞与制退筒之间的间隙密封效能,以节制杆式制退机为研究对象,通过Fluent流体仿真软件对制退活塞与制退筒之间的高压间隙密封进行了仿真分析,得到了制退机工作腔的液体泄漏率与进口压力之间的关系,并分析了5种不同形状的环形密封槽对间隙泄漏量的影响,得到了倒梯形密封槽密封效果最好的结论,并得出影响密封槽内涡流大小与高压射流流向的重要原因是密封槽壁面与射流的方向。研究结果为制退活塞间隙减小泄漏的设计提供了一定的理论基础。     

涡轮泵检漏试验用真空室密封结构研究

论述了某型号液体火箭发动机涡轮泵高压低温静密封检漏试验用真空室密封结构的设计问题.对真空室密封进行了密封结构和密封元件的研制,对密封结构加工精度进行研制和试验研究,掌握了大直径超低温超高真空密封设计和制造方法.试验研究结果证明了其结构设计的合理性.     

盘式永磁微型发电机的磁路设计方法

研究了盘式永磁微型发电机的磁路设计方法,完成磁路的模型建立、理论推导、仿真修正和实验验证,探讨磁路中主要结构参数对磁隙处磁场的影响规律以及参数间的约束关系。着重研究磁隙处磁感应强度的计算方法和微型发电机的结构参数优化方案,并归纳出盘式永磁微型发电机的磁路设计方法。理论计算与实验数据误差在7%以内,进而验证了磁感应强度计算方法的合理性和准确性。文中方法对此类电机的设计和优化具有指导意义。     

舰船磁特征磁矩量法的图形处理单元加速计算研究

磁矩量法(MMM)非常适合用于舰船等铁磁目标的磁场特征建模,因为这种方法不需要对空气等非铁磁区域进行网格划分,然而这种方法需要存储和处理稠密的满阵,计算时间很长,矩阵存储需要非常大的存储空间。联合采用MMM和多层自适应交叉近似(MLACA)法虽然可以显著缩减内存需求和计算时间,但对于求解精细划分网格的问题,计算时间还是太长。将具有强大并行计算能力的图形处理单元(GPU)用于加速具有天然良好并行特性的MLACA法,并给出了相应的并行计算格式,实现了舰船磁特征MMM的大规模并行加速计算。典型算例结果表明,GPU并行计算的加速比超过120倍,对于精细划分为100 000薄壳单元的舰船壳体,其计算时间也仅有约4.3 min. 采用该方法的计算结果与商业有限元软件相比差别小于1%,为舰船磁场的大规模建模提供了一种快速、精确、简便的数值计算工具。     

基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量,在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型,分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响,为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明,与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比,该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。     

基于磁梯度张量SVD 的磁性目标识别方法

针对磁梯度张量单个分量对斜磁化多目标识别能力不足,受载体姿态影响较大的问题,提出基于磁梯度 张量奇异值分解(singular value decomposition,SVD)的磁性目标识别方法。通过磁梯度张量矩阵的奇异值分解,提 取奇异值的最大值作为磁性目标识别特征量,增强了对斜磁化多目标的识别能力,证明了磁梯度张量奇异值的张量 不变量特性,克服了载体姿态变化对磁梯度张量识别的影响。仿真和实测结果表明,该识别方法能有效区分和识别 斜磁化的多目标。