Parametric Instability of a Liquid Metal Sessile Drop Under a High Frequency Amplitude-Modulate Magnetic Field

The parametric instability behavior of a liquid mercury sessile drop under high frequency Amplitude-Modulate Magnetic Field(AMMF),i.e.a high frequency magnetic field(carder wave)modulated by a low frequency sine wave(modulate wave),is investigated experimentally.The free surface contour of the mercury drop is observed by a CCD camera while varying the frequency and amplitude of the high frequency AMMF.At a given frequency and amplitude,the edge deformations with an azimuthal wave numbers(modes n=3,4,5,6)were excited.

滑动弧促进甲烷干重整电弧图像及电参数分析

为充实旋转滑动弧促进甲烷干重整技术的相关研究,利用高速摄影和示波器,研究了磁场和气流协同驱动的滑动弧的物理特性。通过电弧图像和电参数图像,分析滑动弧CO2放电随磁场有无、流量变化的关系,并对总体积流量6 L/min下,甲烷干重整随CH4/CO2比例变化时滑动弧的物理特性进行了分析。研究表明:磁驱动可以提高滑动弧旋转速度,增大等离子体区域和非平衡态程度;总进气体积流量6 L/min,甲烷体积分数为30%时,干重整反应剧烈,电弧弧长周期性变化,电弧与电极有多触点现象,且会发生触点漂移。

溢流型磁力旋流器径向磁场分析

设计了一种改善反富集溢流型磁力旋流器,通过外加磁场,增加指向旋流器中心的磁场力,使得高密度磁性矿物向旋流器中心运动而不是向底流运动。通过理论推导确定了磁性颗粒向中心运动的磁场条件,通过ANSYS模拟软件和origin数据处理软件分析了溢流型磁力旋流器的径向磁场,分析结果表明:柱体空间中r≥2r o区域,磁场力指向中心,且在r=2r o圆柱面上径向磁场强度H和径向磁场力HgradH达到极大值;上锥体空间由于中心导磁棒的作用,磁场力方向均指向中心,径向磁场强度H在r=0.48r o圆柱面上达到最大,径向磁场力HgradH在靠近最大切线速度轨迹面处达到最大值。

磁旋转滑动弧电参数与电弧图像分析

研究磁场驱动旋转滑动弧的物理特性.在反应系统中,高压直流电通过滑动弧两极产生稳定的电弧,由切向进气的载气吹起并产生旋转滑动弧,在滑动弧区域内附加磁场用以加速滑动弧的旋转.研究表明:磁场驱动不仅可以提高等离子滑动弧旋转速度,而且可以增大等离子体在气流场中的分布.当空气作为载气时,电弧电压电流波形最稳定,周期为3.5～4.4ms;当氧气作为载气时,电弧击穿电压低于800V,维持电压低于500V,平均功率为95.8W,相对其他载气时较低,电弧电压图像存在平稳过渡区.利用高速摄影技术研究磁感应强度变化时电弧的运动情况.结果显示:低磁感应强度时旋转滑动弧会出现双弧现象;高磁感应强度时电弧不再断裂,与外电极的接触点出现近似等速的跃迁.

有关大地磁场对金属磁记忆信号影响的数值模拟

利用ANSYS有限元模拟软件,结合力磁耦合关系,分别模拟三种放置方式下,试件沿轴转动时初始状态和屈服后的法向和切向磁信号。对比得出以下结论:首先,当地磁场与试件加载方向不平行或与检测面出现夹角时,法向磁信号相比切向磁信号更为准确.地磁场方向对屈服后试件的影响要比初始状态大,尤其在缺陷附近应力集中区域。其次,当试件不是正南正北放置,而是东西放置或者与地磁场存在一定夹角时,按原来方向的法向和切向信号判断试件应力集中将不再准确,因此找到此时磁场方向下试件表面的法向和切向磁信号是做出准确检测的前提条件。另外,当大地磁场完全垂直于试件表面时,无论切向还是法向磁信号都基本为一直线,只有在缺陷处有些许变化,原来过零点和极大值的现象都不再出现。所以在实际工程中,要尽可能避免试件检测面与大地磁场完全垂直,否则以法向信号过零点和切向信号极大值为依据的经验判断方法将不再适用。

基于SSG模型的旋转流场特性分析

以磁力搅拌器旋转产生的旋转流场为研究对象,运用雷诺应力输运模型——SSG模型对流场分布特性进行数值模拟。借助PIV、HSV技术对旋转流场切向速度和轴心气核形态开展研究。得出不同转速条件下旋转流场的切向速度和气核形态分布规律。将数值模拟结果与实验结果进行对比,结果表明:当磁性转子转速为900 r/min时,中心处切向速度为0.161 m/s,边壁流体切向速度为0.028 m/s,随着转子转速增加至2100 r/min时,中心处切向速度为0.477 m/s,边壁流体切向速度为0.043 m/s,切向速度实验值和数值模拟值最大偏差为4.7%,数值上呈现出了较好的一致性。将数值模拟得出的不同转速条件下的气核分布形态与HSV实验所得结果进行对比,得出当磁性转子转速为900 r/min时,气核深度最大差值是2 mm,偏差为4.2%;转速为1440 r/min时,最小差值为0.3 mm,偏差为0.5%,具有较好的一致性。

高性能近场测试电场探头和磁场探头研究进展

回顾了近场电场探头和磁场探头的发展脉络,介绍了国内外研究团队在近场探头研究方面的进展,并重点介绍了本团队在超宽带电场探头、磁场探头,高灵敏度谐振探头,有源电场探头、磁场探头等方面的研究成果。提出了电磁场探头的组合式一体化设计思想,并通过案例验证了其有效性,供从事近场测试的科研人员参考。

基于切向磁流的近场-口径场变换

文章根据平面近场测量耦合公式,首先由近场数据推导了以切向磁流表征的口径场幅相公式,然后通过实验测试的方式,利用算法反演的口径场进行阵列天线单元幅相的补偿,结果与预期情况符合的很好,证明了此种算法的正确性和有效性。

弯曲变形下Q235横梁的磁记忆特征

本研究对三点弯曲试验后的Q235横梁钢试件进行磁记忆信号检测,总结了弹性阶段内构件前后两次在脱离载荷后的法向、切向磁信号分布特征,分析了磁场与弹性应力之间的关系。结果表明:若试件内部存在明显的缺陷或应力集中,切向磁记忆信号H_p(x)有着很强的响应,并且其值会随着载荷的变化呈现一定的正相关性。对于弯曲受载的构件,脱离载荷后构件表面能够"记忆"之前所达到的某种应力状态,并且通过所记忆的磁场信号能够对试件表面存在的缺陷位置做出判断,即沿信号采集方向切向磁场H_p(x)在应力集中位置两侧呈现波峰和波谷状态,法向磁场H_p(y)在应力集中位置两侧磁场发生翻转。

基于双层排线探头的轧辊表面微裂纹检测方法

针对冷轧轧辊的表面微细裂纹检测问题,提出了一种双层排线磁化的交流漏磁检测方法,利用双层柔性排线对轧辊工作表面进行仿形磁化,采用高精度隧穿磁阻(TMR)阵列作为检测元件,使其具备大曲率表面微米级裂纹的检测能力;并通过调控双层排线的激励电流抵消切向背景磁场,进一步提高激励电流的同时,避免TMR超量程饱和问题;将磁场的切向分量用以表征缺陷,使其能在单一扫查方向下表征多向裂纹。基于以上分析,建立了双层排线与轧辊的三维有限元仿真模型,通过仿真研究轧辊半径、缺陷角度和深度对交流漏磁信号的影响。最后搭建了相应验证实验平台,实验结果表明该探头能有效磁化大曲率表面并可检出与区分多向裂纹,可检测出15μm深的微细裂纹。

切向磁场永磁发电机结构参数对漏磁通的影响分析

针对磁路法求解空载漏磁系数不准确的问题,在不改变切向磁场永磁发电机定子结构的情况下,利用有限元法分析转子的极对数、永磁体厚度、隔磁套厚度、气隙长度的变化对发电机漏磁通和漏磁系数的影响规律,为切向永磁发电机的设计提供技术支持。

高转矩密度偏心式谐波磁力齿轮原理与仿真设计

与同轴式磁力齿轮相比,偏心式谐波磁力齿轮更适用于大传动比领域。在传统磁力齿轮的基础上,外永磁体采用切向充磁且嵌入式安装在定子侧,内永磁体采用60°Halbach阵列。建立有限元分析模型,分析比较了两种磁力齿轮的磁场分布,在静态模型下分析了两种磁力齿轮的磁力线分布,对其气隙磁密、谐波与转矩分别进行对比分析。仿真结果表明,较传统的磁力齿轮结构,改进后的偏心式谐波磁力齿轮具有谐波含量小、转矩大、效率高等优点。

微磁检测中表面切向磁场强度的线性外推测量方法

表面切向磁场强度是微磁检测中磁特征信号的重要解析标度,其测量精度直接影响微磁检测结果的精度.提出利用霍尔元件阵列同步测取不同提离位置的切向磁场强度,基于线性外推原理准确测量表面的切向磁场强度的新方法.采用有限元仿真优化设计出磁场调整结构,放置于微磁传感器U型磁芯内跨距,可降低切向磁场强度沿提离方向的变化速率,提升线性外推法的精度并抑制提离波动对测量结果的影响.在65Mn钢板中进行的实验测试结果表明,相比电流估算法和单一霍尔元件测量法,应用线性外推法时传感器对磁滞回线的测量精度更高.此外,当磁芯与试件表面的提离处于0~0.5mm范围时,应用线性外推法时传感器对65Mn钢板磁特性参数(饱和磁感应强度和剩余磁感应强度)的测量误差均小于1.13%.

调幅切向磁场对低碳钢残余塑性应变的检测灵敏度矩阵分析方法

针对低碳钢的残余塑性应变定量评估问题,提出了一种基于调幅切向磁场测量的无损检测新方法:采用U型电磁铁提供调幅磁场对低碳钢试件进行磁化,单一霍尔元件检测表面切向磁场,其输出电压随线性调幅激励电压变化而形成的蝶形轨迹可用于残余塑性应变表征。研究发现在蝶形轨迹的大部分区域,霍尔元件输出电压与低碳钢中静态拉伸形成的残余塑性应变的平方根间存在良好的线性关系。为实现残余塑性变形的最佳灵敏度表征,将蝶形轨迹进行矩阵化并计算得到检测灵敏度矩阵,分析了不同励磁条件下霍尔元件输出电压对残余塑性应变平方根的灵敏度,结果显示:在弱磁化条件(励磁周期的峰值电压与线性调幅电压最大峰值的百分比为15%)下,霍尔元件输出电压对残余塑性应变平方根的检测灵敏度最高。新方法实施简便,结合检测灵敏矩阵,可对励磁条件和敏感区域进行优化选取,有望推广运用于其他力学性能指标的高灵敏度无损检测。

交流磁轭法检测小尺寸接管角焊缝的灵敏度试验

基于役前检测反馈的小尺寸接管角焊缝表面缺陷,模拟产品的实际检测情况并实测磁化时磁轭所能提供的提升力,使用标准试片及高斯计实测检测区的磁场强度,分析检测时有效磁化区域,发现其有效磁化区域是畸变区域,提出小尺寸接管角焊缝磁粉检测工艺的优化建议。