基于Magnet的磁阻永磁齿轮结构形状有限元仿真研究

介绍了两种结构形式的磁阻永磁齿轮,并对其进行了对比仿真分析,证明了当永磁磁极位于外转子上时,齿轮稳态阶段的速度和传动转矩波动较永磁磁极位于内转子上时小;以永磁磁极位于外转子上的齿轮为对象,研究了从动凸齿的结构形状对齿轮转矩传递能力的影响,得出从动凸齿的结构形状应该外圆心角大于内圆心角,且外圆心角尽量大一点,内圆心角尽量小一点;对齿轮的4种定子连接桥结构形式对转矩传递能力的影响进行了分析,证明了外连接桥可以获得最大传动转矩。     

基于半斜环永磁体的永磁丝杠研究

为解决永磁丝杠中螺旋磁极的制造难题,提出用半斜环磁极组合结构替代螺旋磁极的技术方案。应用有限元仿真技术,对永磁丝杠中的丝杠和螺母均采用螺旋磁极(G1)、分别采用螺旋磁极和斜环磁极(G2)、均采用半斜环磁极(G3)3种磁极结构方案的静特性进行了分析,从最大推力和最大转矩看,方案G2的数值略大于方案G1的50%,分别为G1数值的57.7%和53.9%,方案G3的数值则仅比方案G1的分别小4%和0.6%,证明了半斜环磁极组合结构方案与螺旋磁极的传动能力几乎相同。为了描述半斜环磁极极宽与节距的关系,提出了极距比的概念,并对极距比K=0~0.7时的半斜环组合磁极丝杠的静特性进行了仿真研究,结果表明,当K=0.3时,单位体积磁极产生的推力和转矩最大。为了提高磁能利用率,进行丝杠设计时应取K=0.3。     

微粒子喷丸单颗粒冲击的因次分析与仿真研究

为了研究微粒子喷丸(喷丸直径0. 02～0. 20 mm)的工艺参数对靶材、残余压应力层深度和表面粗糙度的影响,应用因次分析技术,在微粒子喷丸单颗粒冲击条件下,推导出3个无量纲关系式,建立靶材残余压应力层深度、表面粗糙度、弹痕直径与微粒子喷丸工艺参数(材料、直径、速度)之间的联系。为求解无量纲关系式中的待定量,采用5种靶材、2种喷丸材料、3种喷丸直径、3种喷丸速度组成13组样本,应用ANSYS/LS-DYNA软件对13组样本进行仿真试验,根据仿真结果求解出3个无量纲表达式中的未知量。     

结构参数对磁阻永磁齿轮传动转矩影响的仿真分析

磁阻永磁齿轮是通过磁场耦合进行动力传递的。应用有限元仿真和正交试验法,在主动磁极内半径一定的条件下,研究了其在径向方向上的4个结构参数主动软铁轭厚度、定子厚度、从动凸齿厚度和从动软铁轭厚度对转矩传递能力的影响。分析表明,最大磁力矩随主动软铁轭厚度的增大而增大,随从动软铁轭厚度的增大而减小,与定子厚度呈类抛物线关系,当定子厚度为12 mm时,最大磁力矩最大。并对主动磁极半径对传动转矩的影响进行了定量分析,得出最佳主动磁极半径为80 mm。     

超声辅助酶法提取绿芦笋可溶性膳食纤维工艺条件优化

以新鲜绿芦笋为原料,采用超声-酶法协同提取芦笋中可溶性膳食纤维,探讨纤维素酶添加量、超声时间、pH值和超声功率对可溶性膳食纤维得率的影响。以可溶性膳食纤维得率为响应值,通过Box-Behnken试验设计进行超声-酶法协同提取芦笋中可溶性膳食纤维的工艺优化。结果表明:影响芦笋可溶性膳食纤维含量的主次因素依次为酶添加量pH值超声时间超声功率。最佳提取工艺为纤维素酶添加量0.065%、超声时间114 min,pH 5.50,超声功率180 W。在此条件下,提取芦笋可溶性膳食纤维含量得率最高,验证试验得到的得率为8.807 mg/g。     

一种磁阻式永磁丝杠结构及其仿真分析

提出一种新型的磁阻式永磁丝杠结构,丝杠和螺母的磁极均由半斜环状永磁和软磁凸齿组成,永磁和软磁凸齿相间布置。丝杠和螺母上的永磁凸齿均为径向充磁且充磁方向相反。对所提出的磁阻丝杠的静特性进行了有限元仿真分析,证明了该结构能够实现平稳传动。为了研究节宽与节距的关系,提出了极距比的概念,并对极距比与磁阻丝杠的静特性、螺母推力密度及比推力的关系进行了仿真研究,结果表明,当极距比位于(0,0.5]区间内时,磁阻丝杠能够进行稳定传动;极距比在(0,0.3]区间内变化时,螺母推力和推力密度的变化量不到7%;比推力则在极距比为0.3时达到最大,磁能利用率最高。在进行磁阻丝杠设计时,建议极距比取0.3。     

微粒子喷丸的残余应力场和表面粗糙度仿真

为了揭示微粒子喷丸工艺参数与残余应力场和表面粗糙度之间的关系,采用有限元软件ANSYS/LS-DYNA建立了单丸粒冲击模型,对比分析了微粒子直径和冲击速度对残余应力沿靶材厚度方向的分布以及表面粗糙度的影响,归纳总结了弹痕直径D和残余压应力场深度HR与直径和速度乘积之间的关系式,以及弹痕直径与残余压应力场深度之间的关系式。研究结果表明:随着冲击速度和直径的增加,残余压应力场深度、最大残余压应力值和表面粗糙度逐渐增大,表面残余压应力值随着冲击速度的增加具有一定的波动性,随着直径的增加而增大。速度和直径的乘积与弹痕直径呈线性关系,弹痕直径又与残余压应力场深度呈线性关系。     

微粒子喷丸影响因素的数值仿真

微粒子喷丸得到的残余压应力场和表面粗糙度除了受微粒子直径和冲击速度的影响,还受到冲击次数,冲击角度和搭接率的影响,为了研究这些工艺参数对微粒子喷丸强化效果的影响规律,采用ANSYS/LS-DYNA对微粒子喷丸的有限元模型进行了数值仿真分析。结果表明,随着冲击次数的增加和冲击角度的增大,残余压应力场的大小和深度逐渐增大,表面粗糙度也逐渐增大。残余压应力场的大小和深度以及表面粗糙度都与搭接率呈下凹的二次曲线关系。     

花生果微波-热风耦合干燥实验研究

本试验采用微波-热风耦合干燥方式,研究了微波强度、风温和风速对花生果干燥速率、色泽、粗脂肪含量和粗蛋白含量的影响。通过单因素试验确定花生果的较优参数组合范围,采用Box-Behnken响应面试验设计优化得到了各因素与响应值关系的回归模型,并利用隶属度综合评分法对其干燥工艺进行综合优化,得到花生果微波-热风耦合干燥的最佳工艺条件为：微波强度0.9 W/g、风温40 ℃、风速0.5 m/s。在此条件下得到的花生果干燥速率0.38 g/(g·min)、色差值25.31、粗脂肪含量40.02%,该工艺既能保证产品品质、又能实现快速干燥,为花生果在实际微波-热风耦合干燥设备生产加工中的应用提供一定的理论依据。     

鲜切绿芦笋漂烫过程中护绿工艺优化

为解决鲜切绿芦笋在漂烫过程中易失绿变黄的问题，以绿芦笋为原料，选用茶多酚浓度、D-异抗坏血酸钠浓度和漂烫时间为影响因素，叶绿素含量和a*值为响应值，通过Box-Behnken试验建立响应值和因素之间的二次回归方程模型，对鲜切绿芦笋漂烫过程中护绿工艺进行优化。结果表明，最优护绿工艺为茶多酚浓度1.00 g/L、D-异抗坏血酸钠浓度0.80 g/L、漂烫时间0.90 min，在此条件下测定绿芦笋叶绿素含量为0.0169 mg/g,a*值为–16.95。研究结果为绿鲜切芦笋护绿工艺提供了理论依据，为绿芦笋加工过程中颜色保持奠定了基础。