基于凸型线圈双向电磁力加载的管件电磁翻边成形

传统线圈电磁力单一导致管件翻边角度不佳。本文提出采用凸型线圈管件翻边的方法,通过设计新型线圈,同时为管件翻边提供双向电磁力。建立了两组模型,分别采用传统线圈和凸型线圈驱动管件发生电磁翻边成形,探讨分析了两组管件模型翻边成形过程中的电磁力矢量以及变形速率的变化。结果表明,凸型线圈加载管件翻边时提供的双向电磁力极大地提高了管件变形的流动性,从而提高了翻边角度。此外,相同放电参数下基于凸型线圈的管件翻边角度较传统线圈提高了1.25倍。显然,新型线圈能够在一定程度上改善管件电磁翻边的质量问题,为电磁翻边成形的工业化应用提供更多可能。

基于双向电磁力加载的板件电磁胀形均匀性研究

为解决传统板件在电磁胀形中变形不均匀的问题,提出一种基于双向电磁力加载的板件电磁胀形方法。通过COMSOL模拟软件建立了板件电磁胀形的二维轴对称仿真模型,在阐明板件电磁胀形基本原理的基础上,研究了系统结构参数对板件成形均匀性的影响,并与传统电磁力加载方式进行了对比分析。结果表明,双向电磁力加载可有效抑制板件中间区域的凸起,使得板件成形均匀性大幅度提高。在胀形高度保持一致的情况下,板件最大均匀变形区域由22.5 mm增加到61.2 mm,增加为原来的2.7倍。因此,通过设计合理的系统参数,双向电磁力加载方法可改善板件电磁胀形均匀性不足的问题。

基于双向电磁斥力机构的高压快速开关缓冲特性研究

高压直流断路器对机械开关提出了进一步向快速性和高电压方向发展的需求,而缓冲问题是研制高压快速开关的瓶颈问题之一。该文针对基于双向电磁斥力机构的高压快速开关缓冲特性展开研究。首先,通过实验获得了无缓冲、聚氨酯缓冲、液压缓冲和电磁缓冲四种实验条件下快速开关的行程特性,证明了电磁缓冲是最适于快速开关的缓冲方式。然后,通过改进等效电路法,对采用电磁驱动和电磁缓冲技术的快速开关建立了综合仿真模型,通过对40.5kV快速真空开关样机进行实验,验证了仿真模型的有效性。最后,基于仿真模型,从理论上揭示了缓冲电流方向和缓冲施加时刻对电磁缓冲效果的影响规律,并给出了其设计原则。该文的研究成果解决了快速开关中的缓冲难题,为研制高压快速开关奠定了基础。

熔体处理和双向电磁搅拌复合快速制浆技术

分析了中间合金微细粉末熔体处理工艺和双向电磁搅拌工艺中，Al-5Ti-B合金粉末粒度、粉末加入量、加入温度、静置时间、中间合金加入顺序、单向旋转时间、电源频率、浇注温度和搅拌时间等工艺参数对A356合金半固态浆料的组织和制备效率的影响规律及其原因，开发出适合于铝合金的熔体处理＋双向电磁搅拌半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术可在20-25s内制备出α（Al）的形状因子约为0．85、晶粒尺寸为70-80μm（空冷尺寸）的A356合金半固态浆料。

等温-双向电磁搅拌对A356合金结晶的影响

采用等温-双向电磁搅拌方法处理了A356合金熔体,研究双向电磁搅拌不同作用时间对浆料组织及结晶方式的影响。结果表明：在搅拌温度595℃、搅拌功率1200 W、搅拌时间5-15 min下等温-双向电磁搅拌能制备出具有近球状初生相的A356合金半固态浆料,初生相经历长大、分离、再长大的过程,短时或长时搅拌得到的初生相粗大、分布不均匀,在合适的时间内才能制备出理想的半固态浆料。长时间的等温-双向电磁搅拌影响共晶组织的形成平衡条件,发生离异共晶,在凝固组织中出现球状或近球状初生硅。等温-双向电磁搅拌处理合金熔体产生的近球状组织是枝晶臂断裂机制和晶粒抑制生长机制共同作用的结果。

双向电磁搅拌对半固态A356铝合金凝固组织的影响

采用自行设计的电磁调控装置对结晶器内的铝熔体施加双向电磁搅拌处理,获得凝固组织为球状或类球状初生固相颗粒的半固态浆料,分析在电磁搅拌时间恒定12 s时磁场频率、电磁搅拌方式(单向连续电磁搅拌、双向连续电磁搅拌、双向间歇电磁搅拌)对初生相形貌演化的影响。结果表明:随着磁场频率的增加,初生固相晶粒的生长形态由树枝状、长条状、粗颗粒状转变为球状;晶粒尺寸先减小后增大;磁场频率存在最佳值30 Hz。此时,初生相α(Al)的平均等积圆直径为38.2μm,形状因子为0.75。此外,双向连续电磁搅拌作用于液态熔体形成强烈的紊流和惯性冲击,加快凝固体系的质量传输热量传递,合金浆料组织相较于单向连续电磁搅拌、双向间歇电磁搅拌更加细小圆整。

基于双向电磁力加载的管件电磁翻边理论与实验

为克服传统单一径向电磁力翻边过程中翻边角度难以达到90°的缺陷,该文提出一种基于轴-径双向电磁力加载模式的电磁翻边系统来改善管件的翻边效果。仿真数据表明,与仅有径向线圈的电磁翻边系统相比,双向电磁力翻边系统中引入的强轴向电磁力在很大程度上增强了材料的轴向流动,进而提升了翻边角。此外,基于特定的铝管(AA6061-O)进行了对比实验,验证了该电磁翻边方法的有效性。实验结果表明,相同条件下基于双向电磁力加载管件电磁翻边方法的翻边角度是传统单线圈翻边模式下的3倍。显然,电磁力施加方式的改进能有效地解决管件电磁翻边存在的问题,促进电磁成形技术在工业上的广泛应用。

双向电磁驱动电磁阀在造气油压系统中的应用

使用造气炉的企业为了降低造气成本，提高企业竞争力，都对煤气炉及其配套设施进行了一系列的改造，如扩大煤气炉直径、提高煤气炉高径比、管线加粗与阀门直径加大等，但油压系统的配套改造却没有跟上，使生产运行过程中出现了一些问题，如阀门动作速度慢等。根据多年的现场经验，简单的说一下双向电磁驱动电磁阀在造气油压系统中的应用。

双向线盘式电磁斥力机构结构设计与磁场分析

高压直流断路器是柔性高压直流输电系统的关键部件,为了解决其机械开关中操动机构的多断口不同期性、驱动效率等问题,设计了双向斥力机构,能够充分利用驱动线圈上下两侧的磁场能量。首先,采用有限元仿真方法,通过对双向线盘式斥力机构和双向线圈式斥力机构的对比分析,优选出双向线盘式斥力机构;然后,对双向线盘式斥力机构几何参数进行分析;最后,为了进一步提高机构的驱动效率并控制分闸弹跳,分析了驱动线圈周围不同导磁结构及参数对运动特性的影响,设计了电磁缓冲器。结果表明:多断口机械开关采用双向线盘式斥力机构,实现了多断口单机构操动,简化了操动机构,提高了操动机构的驱动效率。

电磁波随钻测量双向信号传输系统

介绍了自制电磁波双向信号传输装置的基本原理、单元结构关系、相关工作参数以及试验情况。试验结果表明,随钻测量双向信号传输系统在硬岩中传输距离远,可实时传输井下工况信息,也可从地面向井下传输指令,与智能化钻具配合,还可从地面遥控井下钻具。不同波形对电磁波双向信号传输有较大影响:正弦波有较强的抗干扰能力;方波易受地层干扰信号的影响,特别在接收信号微弱时,方波传输信号误码率较高。另外,下传信号比上传信号衰减大。

双向转角电磁铁输出扭矩特性仿真分析

基于电磁场有限元仿真,探讨了双向转角电磁铁的工作机理,分析了其输出扭矩特性。针对工业应用中,双向转角电磁铁在0°位置启动时,需要较大启动电流,且在0°～90°范围内提供的输出扭矩较小,为了获得较大输出扭矩,确定最佳工作区,采用电磁场有限元分析软件Maxwell 2D/3D,对不同安匝数的双向转角电磁铁进行瞬态仿真计算,得到电磁铁转子旋转180°过程中各角度的磁场分布以及输出扭矩,探讨了其实现双向旋转的工作机理。仿真结果表明:双向转角电磁铁的最佳工作区在40°～140°之间,输出扭矩会随着线圈安匝数的增多而增大。该仿真结果为双向转角电磁铁的工业应用提供了依据。

双向电磁搅拌对半固态铝合金中稀土分布的影响

双向电磁搅拌是利用周期性变化的电磁力对合金浆料进行双向搅拌,使合金浆料发生强烈混合对流。利用Maxwell 2D和Fluent软件建立了在电磁搅拌作用下制备不同La添加量的半固态A356-wt%La浆料的电磁场和浓度场仿真模型,并结合实验研究在搅拌频率为30 Hz,电流强度为4 A的双向电磁搅拌下,搅拌15 s时稀土在A356铝合金熔体中径向的分布规律,结果表明:电磁搅拌能显著影响富La相的分布,其分布沿铸锭半径方向趋于边沿分布;并且当添加La含量为0.4%时,获得了满足半固态流变成形要求的初生相的平均等积圆直径和形状因子,分别达到35.18μm和0.70,且验证了La趋于边沿分布的仿真结果。

双向切换电磁阀复位特性的优化设计

双向切换电磁阀广泛应用于运载型地面供气系统,阀位直接影响供气系统的压力变化。利用试验和仿真方法对双向切换电磁阀进行了研究,发现在先放气后断电再供气时,常闭侧存在窜气现象,通过在常闭侧背压腔增加复位弹簧的方式对结构进行了优化。结果表明:在常闭侧背压腔增加复位弹簧可以有效避免复杂工况下的窜气现象,常闭侧窜气量随着复位弹簧力的增加而减少。通过试验和仿真方法可以优化电磁阀的动态特性,对双向切换电磁阀的产品设计具有指导意义。

双向作用脉冲电磁铁测试系统的研究

为了实现对自行研制的双向作用脉冲电磁铁的性能测试,设计实现了基于LabVIEW的电磁铁测试系统。该测试系统以直线伺服电机为模拟负载,解决了电磁铁中永磁体作用力与电磁作用力共存的测试难题。系统通过数字信号处理器TMS320F2812进行控制和数据采集,可重点测试双向作用脉冲电磁铁在不同位置处的保持力和启动力。实验表明,该测试系统操作简便,有良好的测试精度,同时也验证了双向作用脉冲电磁铁的优越性能。

基于ANSYS的接地发射电极对双向EM-MWD下传信号的影响分析

接地发射电极作为双向EM-MWD信号下传系统的必要组件,其合理参数设置可提高信号下传效果,但目前关于其对下传信号的影响规律认知甚少。基于双向EM-MWD工作机理,结合电流场理论,应用ANSYS有限元软件,建立双向EM-MWD信号下传三维仿真模型,研究接地发射电极的发射距离、长度、直径和电阻率对下传信号传输的影响。结果表明:下传信号接收效果与接地发射电极直径及长度呈现正相关关系;接地发射电极电阻率小于10-4?·m时,其电阻率变化对下行信号传输的影响小,常规金属材料即可满足对电阻率的要求;随着双向EM-MWD地面发射距离的增加,下传信号接收强度先快速增强,超过一定距离后,信号强度趋向定值。

基于电磁作动器的主动隔振系统研究

对单向电磁作动器和双向电磁作动器进行了研究,建立了基于电磁作动器的单自由度主动隔振系统动态模型,并给出系统的动力学方程。仿真结果表明,在状态反馈的控制策略下,基于双向电磁作动器的主动隔振系统比基于单向电磁作动器或被动隔振系统的隔振效果要好。

新型双向比例电-机械转换器的研制

提出一种永磁极化、具备双向驱动能力的电-机械转换器,其工作原理是基于极化磁通与控制磁通的差动叠加控制;分析了其磁场分布及位移-力输出特性。实验结果表明该力马达具有耐高压能力、良好的线性度、较小的滞环和较高的频响,可应用于比例阀或伺服阀。

电磁搅拌方式和稀土对半固态A356合金凝固组织的影响

通过双向电磁搅拌和稀土元素制备了半固态A356铝合金浆料.利用OM、XRD和SEM研究磁场频率30 Hz搅拌12 s时,无稀土、单一稀土0.5%Ce(质量分数,下同)、混合稀土0.3%La+0.2%Yb以及电磁搅拌方式(单向连续搅拌、双向连续搅拌、双向间歇搅拌)对初生相形貌的影响.结果表明:在控制稀土等同总百分含量下,混合稀土对凝固组织优化程度大于单一稀土和无稀土,初生相平均等积圆直径和形状因子达到36.4μm、0.82;在此基础上进一步对熔体施加不同搅拌方式处理,试验发现双向连续搅拌作用液态熔体形成了强烈的紊流和惯性冲击,加快了凝固体系的质量传输热量传递,晶粒尺寸和形貌相较于单向连续搅拌、双向间歇搅拌更加细小圆整.

A356.2合金半固态浆料的在线制备技术

利用自行研制的双向多级速电磁搅拌装置，研究“熔体处理＋双向电磁搅拌”半固态浆料复合制备技术。结果表明：该技术制备浆料效率较高，可实现A356．2合金半固态浆料的在线制备。在冷速较快的情况下，降低浇注迥度可以大大缩短半固态浆料的制备时间；在冷却速度较快、搅拌速度较低的情况下，提高搅拌频率不但有助于改善晶粒形貌，而且具有相当的晶粒细化作用。选取如下技术参数：加入0．03%Ti（Al—5Ti—B）（质量分数）和0．04％Sr（Al—10Sr）进行熔体处理、正一反无间歇双向搅拌、浇注温度640℃、搅拌频率25～30Hz、输出电压220V、单向搅拌时间5s、搅拌时间67s，可获得形状系数大于0．8、初生晶粒尺寸在80~90μm之间的A356．2半固态浆料。

超精密隔振平台主动振动控制系统设计

建立了超精密隔振平台的结构及动力学模型,设计了一种新型的双向电磁作动器,并采用PID控制算法建立了主动振动控制系统模型,经Matlab软件仿真分析表明,该系统具有良好的隔振效果。