基于方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置设计

为了解决现有磁塑性加工中磁感应强度偏小且磁场分布不均的问题,本文设计了一种磁感应强度大且分布均匀的磁塑性加工用磁场发生装置。首先依据方形亥姆霍兹线圈理论和软磁材料的性能,确定亥姆霍兹线圈结构参数及铁芯和磁轭材料;其次利用ANSYS有限元软件对磁场发生装置进行模拟仿真研究,得出磁轭厚度、工作气隙和磁极端面形状对磁感应强度大小和磁场分布均匀性的影响,通过对模拟结果的分析,确定磁轭厚度为17 mm、衔铁磁头为锥形,且倾角为45°,工作气隙为20 mm。最后,依据理论分析结果,制作了以工业纯铁为铁芯、以纯铜丝作为线圈绕线的三级方形亥姆霍兹线圈的磁场发生装置。当电流为10 A时,通过理论计算得出电磁铁线圈温升369℃,利用特斯拉计测得其中心磁感应强度大于1 T。实验结果证实了本文磁场发生装置设计思路的可行性,为金属磁塑性加工技术的工程应用奠定了设备基础。

生物体低温保存用低频磁场发生装置的研制与应用试验

为了研究在低降温速率条件下,低频磁场对基本生物溶液相变过程冰晶形成的影响,运用开关电容技术研制了低频旋转磁场发生装置。该装置由振荡器、开关电容、二阶跟踪系统、数字开关系统、功放电路及亥姆霍兹线圈组等部分组成,可以产生频率、强度连续可调的旋转磁场。在控制0.9%KMnO4溶液降温速率的条件下,将该装置产生的低频旋转磁场作用于该溶液。试验结果表明,低频旋转磁场对该溶液相变过程中冰晶的形成有显著影响,冰晶的大小随磁场频率的增加而变小。这对低降温速率下食品及生物组织的低温无损保存具有重大意义。

磁传感器特性测试中标准磁场发生装置的设计

磁传感器作为传感器的重要组成部分,在航空航天、生物医学、材料科学等领域得到了广泛应用,但目前却缺乏对其特性进行全面测试的手段,特别是传感器的频率特性。针对这个难题,在分析了Helm-holtz空心圆柱线圈、电磁铁、永磁铁、通流导线等磁场发生装置的特性与优缺点后,设计出一种实用性较强的磁场发生装置,能够产生较宽频率、较宽幅度的标准磁场,通过对磁场发生装置多项参数的仿真计算,验证了设计的可行性,最后给出了磁场发生装置的系统实现框图。

磁性磨粒光整加工中磁场发生装置的设计与开发

磁场发生装置是磁性磨粒光整加工设备的核心部件,磁性磨粒的饱和磁感应强度是磁场发生装置的主要设计参数。通过设计测量装置确定磁性磨粒的饱和磁感应强度,最后设计并开发了磁场发生装置,同时为各种磁场发生装置的设计开发和磁性磨粒的选用提供一定的参考。

基于Maxwell的磁场发生装置设计及分析

为了实现混有钕铁硼粉末的水凝胶磁化,设计了一种基于亥姆霍兹线圈的新式磁场发生装置。利用Maxwell软件3D模块绘制出磁场系统的三维模型,采用Magnetostatic静磁场求解器分析了增设的辅助线圈距离变化对场强的影响,得到了磁场发生装置的优化结构;再对比磁场发生装置和亥姆霍兹线圈的中心磁场强度和磁感线分布密度,验证结构优化的可靠性。结果表明:当辅助线圈距离为70 mm时,中心磁场强度最大;安匝数相同时,磁场发生装置的中心磁场强度要明显高于亥姆霍兹线圈,最终优化后的磁场发生装置中心磁场强度可达到1.37 T,磁感线分布更加均匀、密集。该仿真结果能够对磁场发生装置结构设计与工作特性分析提供参考,缩短了磁场发生装置设计成本与开发周期。

磁流变抛光加工中磁场发生装置的设计与实验

目的研究磁流变抛光加工中磁场发生装置设计对抛光效果的影响。方法设计三种基于电磁铁的磁场发生装置,分别为圆形阵列、扇形和环形磁场,进行三维静磁场有限元仿真,对比分析不同磁场发生装置的磁场强度、方向云图及5 mm高处磁场强度曲线。为保证加工过程中磁场和磁流变液的稳定性,针对三种磁场结构设计不同的冷却方式。制造环形磁场发生装置,将其集成到自制磁流变抛光平台,使用表面经过阳极氧化的铝合金样件进行抛光实验。结果圆形阵列磁场极头间隙处形成高磁场区,随着高度的升高,磁场强度迅速下降。在离极头5 mm高处,磁场强度从300 mT下降到约145 mT,抛光区域磁场强度较小。扇形磁场5 mm高处,磁场强度呈抛物线分布,最大可达330 mT,磁场方向单一,有效抛光区域占比较小。环形磁场5 mm高处,磁场强度最大可达240 mT,工件运动整个过程都处于高磁场区域,抛光效率高。结论环形磁场发生装置磁场强度和磁场方向都满足抛光要求,有效抛光区域较大,抛光后表面质量明显改善,抛光效果较好。

磁致热疗肿瘤用磁场发生装置的研制

目的:设计一种磁感应致热疗肿瘤用的正弦波形磁场发生装置。方法:电路采用555时基芯片为核心,利用单运放与RC组成的电路,将脉冲波形信号转换为正弦波形信号,然后通过放大电路进行电流放大,加负载线圈后产生所需磁场。结果:所研制的磁场发生装置可调节产生频率范围为50～150 kHz的正弦波形磁场,加入微量纳米磁性粒子集合体后发生磁致产热现象。结论:所研制的磁场发生装置具有成本低,精度高,性能稳定,参数调整方便等优点,为研究磁致热疗肿瘤提供必要的手段。

液体磁性磨具光整加工的电磁场发生装置设计与仿真技术研究

液体磁性磨具表面光整加工技术是工件与液体磁性磨具在外加磁场作用下,产生较高的剪切应力特性实现表面加工的技术。磁场发生装置的特性对磨具的配置、加工效率、加工质量等均有重要影响。因此阐述了磁场发生装置的基本要求和设计方法,并用有限元分析软件进行了分析。其加工质量高、形状适应性强、材料适应范围广已在实验中得到鉴证。

包含磁性颗粒的空间磁场分析

采用有限元分析软件Ansys Maxwell对包含磁性颗粒的空间磁场进行仿真分析,软件主要包括三个部分:前处理模块、分析计算模块和后处理模块,能够很方便地进行空间磁场的建模、边界条件设置、后处理等。通过对系统的参数化建模能够有效地分析不同参数下的磁场分布情况。首先,利用Maxwell自带的绘图系统构建空间磁场发生装置,其次,对装置进行网格划分和设置边界条件,分析没有磁性微粒下磁场系统的三维分布和磁场梯度。最后,通过在不同位置添加不同数量以及不同大小的磁性颗粒,进一步分析磁场驱动装置的工作空间磁场分布。对比分析不同参数下的磁场分布特征,得出包含磁性颗粒的空间磁场的分布规律。

磁控大电流MAG焊的磁头优化及应用研究

从增强工程实用性、磁控效果、冷却效果和气体保护效果等角度出发,设计了两种新型的磁场发生装置,并进行了磁控大电流MAG平板堆焊和角焊缝焊接工艺试验。试验结果表明,采用所设计的磁场发生装置进行焊接时,焊接飞溅很小,焊缝成形良好,明显优于采用空心线圈作为磁控器件的焊接效果。

磁射流抛光技术研究

磁射流抛光技术是射流技术和磁流变效应的综合应用一种确定性加工方法,文章对磁射流技术和磁流变液进行讨论,包括磁流变液的基本组成和磁射流抛光技术的加工装置研究,以及用实验和仿真的方法分析影响磁射流抛光加工效果的几个基本参数。如磁射流加工效果在一定的限度内,随着磁场强度的增强而变好、对抛光距离不敏感、驻留时间越长加工效果越好等。这样如果能根据加工对象的材料和形状的差异进行调整,将有利于更好地进行零件的表面光整加工和面形修整。

采用半实物仿真方法建立磁模拟试验系统

介绍了一种采用半实物仿真而构建成的磁场模拟试验系统.通过该试验系统的建立,能为地雷磁引信的半实物仿真和非触发引信的计算机仿真提供手段,大大的减少了对配有该引信的武器装备定型外场试验的次数、节约了试验费用,提高了试验效率、试验数据的准确性和数据的全面性.