旋转运动导电圆板磁气弹性横向振动分析

基于Kirchhoff薄板理论并应用哈密顿原理,建立旋转运动导电圆板的磁气弹性横向振动基本方程。根据电磁场基本原理并结合一种简化的气动模型,给出旋转运动圆板所受电磁力和气动载荷的表达式。运用伽辽金法进行积分,得到圆板的磁气弹性轴对称自由振动微分方程。通过算例,得到两种边界约束条件下圆板的固有振动特性曲线图,分析了固有频率随磁感应强度、板厚、气动力、旋转速度的变化规律,给出了临界阻尼下磁感应强度与板厚、气动力、旋转速度之间的关系曲线图并进行了分析。

弹性转子磁气轴承系统的H_∞控制

根据有限元法,导出了弹性转子低阶设计模型,针对模型中低阶刚性模式和弹性一阶模式,提出一种考虑H∞控制的鲁棒稳定性和混合灵敏度设计方法。仿真结果表明,对含有弹性模式的低阶模型控制具有良好的稳定性和高衰减度。

磁气悬吊微重力模拟系统动力学研究

地面微重力模拟试验指导机械臂在轨服务已成必然趋势,然而地面试验获取的是机械臂和微重力模拟装置的耦合动力学特性,现有的微重力模拟装置特别是气浮法附加惯量较大,影响地面试验的准确性.为了解决这一问题,本文提出了一种新型的磁气悬吊微重力模拟装置,由磁悬浮钢板、磁悬浮气足和吊绳三部分组成.通过柔性绳索连接机械臂和磁悬浮气足,磁悬浮气足在钢板上被动跟随机械臂运动,减小微重力模拟装置对机械臂的影响.以在平面转动的刚柔耦合臂杆为研究对象,分别建立臂杆-磁气悬吊微重力模拟系统、臂杆-气浮微重力模拟系统以及零重力臂杆的多体动力学模型并进行仿真计算.结果表明,与气浮微重力模拟装置相比,磁气悬吊微重力模拟装置对机械臂系统的动力学特性影响较小,对改善空间机械臂的运动平稳特性和末端定位精度有重要意义.

磁气组合轴承的模糊PID控制算法设计

为了提高磁气组合轴承的动态性能,利用模糊控制可对PID参数实时自调整的特性,研究了应用于磁气组合轴承的模糊PID控制算法。仿真结果表明,模糊PID控制算法可有效改善系统的调节时间和超调量,使磁气组合轴承具有良好的控制精度。

磁气负载比对箔片-磁力混合轴承支承特性及转子动力学特性的影响

箔片-磁力混合轴承是一种能降低箔片轴承起飞前的摩擦损耗且可改善磁轴承高速时的承载和动力学性能的新型高性能主动控制型轴承。提出了一种箔片-磁力混合轴承的设计方法,设计并搭建箔片-磁力混合轴承支承特性实验台和箔片-磁力混合轴承转子实验台,实验探究了磁气负载比(即气体箔片轴承和主动磁轴承之间的载荷分配比)对箔片-磁力混合轴承支承特性和转子动力学特性的影响。实验结果表明:箔片-磁力混合轴承比箔片轴承的总体静态刚度和刚度变化率有所提高。箔片-磁力混合轴承结构刚度随频率的提高而增大,等效黏性阻尼随频率的提高呈现先降后增的趋势。此外,合适的负载比可以降低起飞转速,改善摩擦损耗,抑制次频振,有利于提高转子的高速稳定性。

新型轴向磁气组合轴承性能研究

将螺旋槽型动压气体止推轴承(spiral groove gas bearing,SGGB)与主动磁轴承相结合,搭建了轴向磁气组合轴承转子系统试验台。通过仿真分析,研究了槽深、槽数、槽宽比、槽端半径比和螺旋角等结构参数对螺旋槽型动压气体止推轴承承载力的影响。通过高速旋转试验,研究了螺旋槽型动压气体止推轴承的实际承载力和系统的动态性能。通过跌落试验,验证了螺旋槽型动压气体止推轴承作为轴向保护轴承的可行性。研究结果表明,引入螺旋槽型动压气体止推轴承,有助于提高系统的动态性能,当轴向磁轴承失效时,可减轻转子直接撞击造成的损害。

ORC余热发电机磁气悬浮轴承-转子系统的动力学特性分析

在永磁悬浮轴承系统中使用非接触式的多孔质气浮轴承作为辅助轴承,可以解决在一些ORC特殊场合不允许使用油、脂作为润滑剂的难题。设计了符合工况要求的多孔质气浮轴承作为辅助支承的磁气悬浮轴承,求解了转子系统的径轴向支承刚度,利用ANSYS-Workbench软件对转子系统模型求解,得出固有频率和振型;考虑陀螺效应,求解出存在预应力的转子系统前4阶振型图,通过CAMPBELL图确定转子的临界转速,结果表明转子系统的工作转速位于安全转速区域。

永磁辅助静压空气轴承及其仿真研究

轴承是电机等旋转机械中的关键部件。静压空气悬浮轴承通过高压空气实现转子的支撑,具有高精度、长寿命等优点,但产生高压空气需要一定的功耗;永磁悬浮轴承则通过磁力实现转子支撑,结构简单、成本低、无功耗,但是可控性差。本文提出一种径向载荷的永磁辅助静压空气轴承结构,结合了二者的优点。利用电磁场和流体场有限元分析方法对磁浮轴承和静压空气轴承进行建模与分析,证明该轴承能够提高气浮轴承的承载力和承载刚度,减小耗气量。

新型磁-气控制液位调节阀

磁-气控制液位调节阀主要由磁浮子液位计,磁-气控制装置和气动主控阀等组成,适用于高压、防火、防爆等安全需要的场合,根据磁浮子液位高度发出磁-气控制信号,控制气动主控阀开和关,实现容器的自动排液和液位控制。

用波动理论确定气固磁流化床的临界稳定区

在气固磁流化床双相模型基础上借助波动理论分析了气固磁流化床内的空隙率波动 ,导出了气固磁流化床的临界稳定流化区 .由此确定的稳定流化范围与实验结果较好地吻合 .

无参比气磁压力过程氧分析器

介绍了无参比气磁压力过程氧分析器工作原理，对分析器工作流程进行了讨论并进行了实际测量，结果证明该方法是可行的和有效的。

液液萃取-高分辨气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱法测定尿中羟基多环芳烃代谢物

建立了灵敏、准确的液液萃取-高分辨气相色谱-高分辨双聚焦磁质谱(LLC-HRGC-HRMS)同时测定人体尿样中8种多环芳烃(PAHs)代谢物的方法。将2 mL尿液与氘或13C标记的同位素内标物进行混合,在抗坏血酸的存在下酶解偶联目标物,再将游离化合物用甲苯-戊烷(1∶4,v/v)萃取后浓缩至近干,再用甲苯复溶,衍生后经HRGC-HRMS分离和测定。1-羟基萘在0.14~41.6μg/L、1-羟基菲在0.05~8.33μg/L、2-羟基菲在0.04~8.33μg/L、其他5种代谢产物在0.02~8.33μg/L范围内线性关系良好,相关系数>0.99,方法的检出限为0.006~0.042μg/L,平均回收率为81.4%~127.0%,日内和日间精密度分别为2.7%~6.9%和5.1%~10.9%(n=6)。应用该方法测定330份人群尿液样本,3-羟基?和6-羟基?未检出,其他6种PAHs代谢物检出率为100%。该方法灵敏、准确、稳定,适用于人尿中8种PAHs代谢物的定量分析。

高分辨气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用定量检测市售牛奶中的二噁英和呋喃

采用高分辨气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用仪（HRGC/HRMS）定量检测了牛奶中17个4至8个氯原子取代的噁英和呋喃。样品中的二噁英经过液-液萃取、碳柱富集、色谱柱纯化、分离,以HRGC/HRMS-MID方法检测,用美国EPA1613方法进行严格的质量控制和同位素稀释的方法定量,该方法定量可精确到pg/g即ppt水平。结果表明,同位素标准物的回收率分布于58.46％～79.99％之间。1,2,3,7,8-PeCDF、1,2,3,4,7,8,9-HpCDF、2,3,7,8-TCDD均未检出,样品中17个同系物异构体以OCDF和OCDD的含量为最高,分别为0.065pg/g和 0.202pg/g,样品的总TEQ值为0.033pgTEQ/g。该方法定性、定量准确,为目前国际上权威认可的二噁英定量检测方法。

气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用仪定量检测市售猪肉中二噁英

采用高分辨气相色谱 高分辨双聚焦磁式质谱联用仪 (HRGC HRMS)定量检测了市售猪肉中 1 7个 4～ 8个氯原子取代的二英和呋喃 (PCDDs Fs)。样品中的二英经过索式抽提、浓缩、碳柱富集、色谱柱纯化和分离 ,以HRGC HRMS 多离子检测方式对样品中的PCDDs Fs进行定性分析 ,同位素稀释技术定量 ,该方法定量可精确到pg g水平。结果表明 :该方法的检出限TCDF和TCDD均为 0 0 1pg g。同位素标准物的回收率分布于 68.6%～ 92 .4 %之间。样品中 1 7个同系物异构体以OCDD的含量为最高 ,为 0 .65 3pg g,OCDF为0 1 2 6pg g,其它均未检出。采用WHO的毒性等量因子 (TEF)计算样品的PCDDs Fs浓度为 0 .0 0 0 1pgTEQ g。该方法定性、定量准确 。

磁激活等离子体增强化学气相沉积设备的研制

针对PECVD中等离子体的密度沿径向分布均匀性较差、空间气氛化学活性较差的问题,在PECVD的基础上加入电子发射源和正交电磁场以控制电子的运动,从而增强等离子场的强度和范围,使反应场的活力增加,以提高反应空间的活化能力,继而提高膜层质量。结果表明,该方法可以使等离子场的分布发生改变,使等离子体密度及范围做到可控制且可调整。

高分辨气相色谱/双聚焦磁式质谱联用仪(HRGC/HRMS)检测奶粉中二噁英

[目的]采用高分辨气相色谱/高分辨双聚焦磁式质谱联用仪（HRGC/HRMS）定量检测了奶粉中十七个四至八个氯原子取代的二（口恶）英和呋哺。[方法]采用美国EPA1613方法进行严格的质量控制和同位素稀释的方法定量,对奶粉样品进行索式抽提、自动纯化系统纯化、以HRGC/HRMS-MID方法检测样品中的二（口恶）英。[结果]同位素标准物的回收率分布于90.6％～116.28％之间,检出限在0.077-0.97pg/g。该方法定量可精确到pg/g水平。实验过程中可以控制系统不受污染,样品中只检出1,2,3,4,7,8-HxCDF。[结论]该方法灵敏、定性、定量准确,为目前国际上权威认可的二（口恶）英定量检测方法。

面向精密气磁隔振的磁斥力负刚度装置的优化设计

为进一步提升气浮隔振器的性能、降低环境中的低频微幅振动干扰对超精密加工、测量设备的影响,提出了一种面向精密气磁隔微振的磁斥力负刚度装置。磁斥力负刚度装置由三块沿垂向同向磁化的立方永磁体水平布置构成,其刚度通过磁铁间距改变,且磁铁间距不受隔振负载振动幅值的影响。基于等效磁荷模型建立磁斥力负刚度装置的磁力、刚度及刚度非线性解析模型,采用有限元仿真验证了理论模型的正确性,并采用遗传算法优化几何结构参数。优化分析结果表明:将静平衡点刚度与±1 mm处的刚度非线性度作为目标函数的多目标优化可将负刚度幅值提升146.09%,刚度非线性度降低64.73%。该研究对精密仪器及系统、超精密制造、尖端科学实验系统中精密低频气磁隔振器的设计具有重要的应用价值。

新型气磁悬浮轴承的机理研究及仿真分析

基于静压气体轴承具有可提供较大承载力与主动磁轴承具有无摩擦、无磨损、可控性好的特点,提出了一种新型气磁悬浮轴承。研究了其悬浮机理,基于静压气体轴承压力分析以及主动磁轴承磁路分析,建立了气磁悬浮轴承悬浮力的数学模型;通过有限元仿真分析了气磁轴承的磁场特性、流场特性以及气磁耦合特性,确定了气磁轴承的承载能力。研究结果表明:该气磁轴承转子系统结构紧凑,简化了传统结构的冗杂性,动静态特性良好,具有较高的刚度和承载力。