磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算

磁性联轴器的结构参数、磁场情况关系到传递磁转矩的能力、磁力泵机组的效率和可靠性,因此有必要对磁性联轴器的内外磁钢转角、磁极数、轭铁厚度、气隙等参数及其构成的磁场进行深入研究。基于磁路设计的基本原理,采用ANSYS软件,探讨磁力泵磁性联轴器的磁场分布及其磁转矩的影响因素。通过磁场分析、建模,对其永磁磁场进行数值计算,结合实例计算出内外磁转子不同转角时的磁力线分布及其磁转矩、气隙内磁感应强度。分别研究在不同磁极、不同轭铁厚度时的磁场分布情况及不同气隙时的转矩值。磁力泵磁性联轴器的磁场数值计算具有重要的理论和实际应用价值。     

有限元法计算磁力联轴器磁力矩

电磁扭矩是磁力联轴器设计的一个重要指标，通常采用经验公式法，计算误差较大，不利于磁路的优化设计。本文运用有限元方法（FEM）计算了磁力联轴器内部磁场分布和最大磁力矩，并与实测值进行比较，结果表明有限元法是一种切实有效的方法，有一定的工程实用性。     

调磁式异步磁力联轴器三维气隙磁场研究

针对一台14对极21个调磁极片的调磁式异步磁力联轴器,为研究其气隙中永磁磁场与调制磁场的空间分布规律,利用有限元模拟的方法,得出静态与瞬态下三维气隙磁场的分布及周期性;基于等效面电流法,采用Matlab软件进行离散化编程求解,得到外气隙永磁磁场沿径向、周向及轴向的三维空间分布及周期性;采用多维高精度数字化测磁装置对联轴器的永磁磁场及调制磁场进行两种不同方案的三维测量。结果表明,永磁磁场与调制磁场均呈现周期性分布,其周期数分别为14、7;瞬态下气隙磁场的磁感应强度幅值大于静态时的幅值;气隙磁场存在端部效应,气隙磁场径向与周向分量的端部磁场小于中间磁场,轴向分量则相反;测量结果与模拟结果、解析结果具有很好的一致性。     

存在同轴度误差的径向永磁联轴器传动特性分析

针对径向永磁联轴器在制造和安装的过程中,主从动转子间易产生同轴度误差,从而引起传动不平稳、效率降低等问题。首先通过磁场分析得到同轴度误差的存在会导致磁力线分布和磁感应强度出现明显的不均匀变化,再利用磁荷库伦定律建立同轴度误差下径向永磁联轴器传动特性的数学模型,推导出相应转矩计算公式,并将公式计算值与仿真测试得到的径向永磁联轴器稳定传递转矩数值分析比对,验证所得转矩公式的正确性。最后根据公式的计算结果分析不同结构参数下同轴度误差对系统传递转矩的影响,得出为保证各型号尺寸的联轴器系统可实现正常传动时的安装精度。     

筒式永磁涡流联轴器热磁耦合分析

筒式永磁涡流联轴器运行时由于感应涡流的存在引起内部温度升高,影响永磁涡流联轴器性能,文中考虑到温度对永磁体剩磁、矫顽力,对导体及钢架的电导率影响,对联轴器进行热力学、电磁学耦合性能分析,使用ANSYS Max-well 对联轴器进行电磁场有限元仿真,使用Workbench进行温度场仿真,进一步将温度场数据导入电磁场仿真...     

交替极Halbach径向永磁联轴器特性分析

为解决传统径向永磁联轴器的转矩性能较低和漏磁通较多的问题,提出了一种新型的交替极Halbach径向永磁联轴器。采用数值分析方法与传统径向永磁联轴器的磁场性能进行了对比分析,验证了所提结构的合理性,再对影响传动特性的结构参数进行了深入探究,为该类型永磁联轴器的结构优化设计奠定了基础。     

磁力泵磁性联轴器的三维模拟计算与分析

磁力泵磁性联轴器的结构参数和转矩对磁力泵的性能有重要影响。考虑到端部效应,在传统的二维磁场求解分析的基础上对磁性联轴器建立了三维计算模型,利用ANSYS软件进行模拟分析,得到了三维模型总磁感应强度分布,气隙处磁场强度分布等,并对磁性联轴器三维模拟的端部效应进行分析。通过比对表明,由于三维模型考虑端部效应,高温高压磁力泵磁性联轴器的磁转矩模拟计算值比二维的减少21.92%。应用传统经验公式计算的磁转矩损失百分比为14.52%,比三维模拟的损失计算值少7.4个百分点,表明传统经验公式对于端部漏磁所产生的损失考虑不够,设计的磁性联轴器可能因为端部效应而达不到所传递的扭矩。由数值模拟计算的结果,理论上推导出了由于端部漏磁而损失的转矩值,对磁性联轴器的设计和应用提供了参考。     

新一代弹性联轴器静力学分析

弹性联轴器是重要的传动系统部件,具有传递力矩,缓冲振动的功能。是未来混合动力系统不可缺少的零部件。由于形式的多样化,弹性联轴器的弹性零件,以及整体结构相对复杂。本文研究的新一代弹性联轴器,具有体积小,结构简单的特点。通过有限元分析以及实验测试,得到了新一代弹性联轴器的静力学研究结果,证明该弹性联轴器设计比较合理。     

永磁爪型联轴器的设计与分析

提出一种基于磁斥力同步传动的新型永磁爪型联轴器(PMCC)。首先,介绍了PMCC的结构;其次,对PMCC的结构设计问题进行了分析;再次,通过有限元仿真软件对PMCC的磁路进行计算,分别研究了PMCC设计时的几个重要参数如磁极对数、磁钢厚度角、角向间隙对其传递扭矩特性的影响;最后,计算了采用强弱磁组合设计方案时PMCC的扭矩传递曲线。研究结果表明,可通过增加磁极对数或磁钢厚度角来增大PMCC的传递扭矩;当增大初始角向间隙时,有利于提高PMCC的弹性缓冲特性;此外,当采用强弱磁组合设计方案时,可以增大PMCC的传递扭矩和初始角向间隙。该研究可为PMCC的研发设计及其在机械传动系统的应用提供重要的参考。     

盘式异步磁力联轴器传动特性

针对一台新型18极16槽盘式异步磁力联轴器,为研究其传动特性规律,首先以层理论模型为指导分析得出联轴器的转矩理论计算方法;然后通过有限元分析得出三维瞬态气隙磁场的分布以及不同工作参数对转矩传递的影响;最后通过三维磁场测量系统和传动试验台进行不同工况下的三维瞬态气隙磁场和转矩的实测,并得出不同工作参数与转矩、效率的关系曲线。仿真和试验结果都表明,联轴器中最大磁密出现在永磁转子上,磁转子背部的轭铁处磁密也较大;轴向分量为气隙磁密的主要分量,气隙厚度的减小使得轴向磁密以及转矩都会增加;随着转差率的增加、输入转速的增大,联轴器传递转矩也会增大,但轴向磁密却减小;当输出转矩增加时,转差率在一定范围呈线性平缓增加而后急剧上升,而传递效率却先上升后下降,且当转差率为3%时,效率达到最大;在给定转差率为6%时,输入功率的增加对联轴器的传动效率几乎无影响,效率基本保持在94%左右,从而验证转差率和效率之和满足常数1的规律;当输出转矩为26~48 N·m时,传递效率始终保持在95%左右,此时转差率范围为2%~6%,证明盘式异步磁力联轴器能够在一定负载工况下高效运行,具有很好的传动特性。     

安装误差下径向永磁联轴器振动特性分析

径向永磁联轴器具有传递效率高、绿色环保及易于装配的传动特点,但由于其主、从动转子的不连接性,导致在制造安装过程中易产生安装误差,影响结构的稳定性进而会出现径向轴心大幅度振动的问题。由于内部磁场力表达式较为复杂,利用分析力学求解运动方程难以实现,为此,利用耗散系统的拉格朗日方程从能量的角度建立其动力学方程,根据实际参数利用Matlab对其进行求解,得到系统随误差值变化的分叉图和不同误差值下的位移响应图,得到系统稳定传动的安装精度;同时,也验证了所建立动力学模型的可行性。     

负载传感径向柱塞泵实验特性仿真研究

利用功率键合图和Simulink建立了电液比例控制负载传感变量径向柱塞泵的仿真模型，仿真结果与实验曲线基本吻合。通过对该系统的仿真，可以清楚地观察到系统各元件的工作过程和变化状态，为液压系统的设计提供了指导。     

用于微量化学分析芯片的微型无阀泵流动特性分析与测试

从理论计算、流场仿真和试验三方面研究了用于微流控化学分析芯片的微型无阀泵流动特性 ,初步建立了微型无阀泵流道结构的数学模型 ,重点讨论了结构参数的选取原则及相应的流动阻尼系数的计算方法 ,采用 Matlab针对该数学模型进行了数值计算 ,并进行了 CFD仿真对计算结果进行对比及修正 ,最后通过试验验证了数值计算与仿真的可靠性 ,为微型无阀泵参数化设计及优化提供了理论依据及经验曲线。     

径向双球头柱塞泵广义心形型线的特性分析

观察心形线，对其幅值和波动进行相应的扩展，可得到广义心形型线，该封闭曲线简单连续且高次可导。将其应用到径向双球头柱塞泵中，得到一种新的径向双球头内作用曲线柱塞泵，并提出一种新的计算方法进行MATLAB仿真运算，求得对应的球头导轨曲线。并对此应用广义心形型线的径向双球头柱塞泵的输出特性进行分析，推导其流量公式、流量脉动公式，并探究柱塞个数、作用次数、长短轴比例系数对其流量脉动率的影响，为以后设计和开发新型的广义心形型线的径向双球头柱塞泵提供了理论依据。     

大功率循环泵行星齿轮箱耦合动态特性分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及轮齿误差等内部激励作用下,建立了某大功率循环泵行星齿轮箱齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合动力学模型。对齿轮箱系统有限元模型进行耦合模态分析,采用模态叠加法对齿轮箱的动态响应进行求解,得出齿轮箱各点振动位移和速度时频域响应历程,为大功率循环泵行星齿轮箱系统的动态性能优化提供了理论依据。     

考虑混合润滑的飞机燃油泵径向滑动轴承静特性分析

针对飞机燃油泵径向滑动轴承润滑油黏度极低、润滑油膜形成难、表面易磨损等问题,通过综合考虑紊流、热效应、质量守恒、温黏效应及混合润滑边界等因素,建立轴承的热流体动力学润滑分析模型,采用有限元方法联立求解雷诺方程、能量方程、接触方程得到轴承的静态特性,研究轴承间隙比、宽径比、转速、载荷、进油温度等对轴承静态润滑性能如油膜厚度和油膜压力的影响规律。结果表明：由于航空煤油动力黏度低,造成轴承的浮起转速高（大于5 500 r/min）,极限承载力低（小于37 N）、油膜厚度过低;降低进油温度、适当减小间隙,增加轴瓦宽度有利于增加油膜厚度,提高轴承可靠性。研究结果对飞机燃油泵径向滑动轴承设计与运行维护具有一定的工程借鉴价值。     

磁通方向变化对电磁轴承径向耦合动特性的影响

电磁轴承轴颈径向的微小扰动Δx或Δy除了影响轴承气隙长度外,同时还会影响轴承的磁通方向,此时,如果仅考虑轴承气隙变化,电磁轴承径向不会产生耦合;如果进一步考虑轴承磁通方向的变化,将会改变轴承磁力在径向的分配,从而导致轴承产生径向耦合。本文首先分析了轴颈径向扰动对电磁轴承磁通方向的影响,然后,在同时考虑气隙和磁通方向变化的基础上建立了电磁轴承径向刚度的计算模型,最后给出了轴承磁极耦合刚度的数值计算结果,并进行了相应的分析。     

离心泵径向力的数值分析

利用CFD软件,用数值模拟分析了离心泵的内部流动。对比试验与数值计算外特性曲线,趋势一致,说明本文应用数值计算结果建立的离心泵径向力计算模型具有一定的准确性。通过叶轮出口不同截面的静压分布图,探讨叶轮出口各截面的静压分布规律。利用离心泵径向力的数学计算模型,得出各个工况下叶轮所受的径向力。其值与经验公式计算值进行比较,变化趋势一致,进而用现代数值模拟的方法验证了用经验公式计算径向力的准确性。     

谐波式齿轮泵径向力分析

普通齿轮泵由于承受不平衡的径向力,使得轴承磨损加剧,缩短了泵的使用寿命,同时也限制了泵工作压力的进一步提高。针对这一问题,提出将谐波齿轮传动技术与内啮合齿轮泵结合形成谐波式齿轮泵。具体阐述了这一新型齿轮泵的工作原理,确定了吸油口与压油口的对称分布,并计算出沿齿轮圆周液体压力产生的径向力Fp和齿轮啮合产生的径向力FT,将两力合成后得出作用于谐波式齿轮泵柔轮与刚轮上的径向力均达到平衡,从而有效地解决了径向力不平衡问题。     

径向磁轴承磁路耦合对磁力的影响及其解耦控制策略

由于磁路在磁轴承定子磁极间的耦合,磁力的分布会发生变化,致使理论模型推导的控制电流难以提供准确的回复力。基于Boit-Savart定理建立了磁场分布模型并分析了磁路耦合的影响因素;建立了考虑磁路耦合的磁力等效模型;分析了磁路耦合对磁力误差的影响,并提出了解耦控制策略;进行了电磁场仿真,验证了解耦控制的正确性;通过磁轴承稳态悬浮实验,验证了解耦控制策略的有效性。