【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环...【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合,设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法,进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型;同时,基于Riccati传递矩阵法,建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比,发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致,但磁场单元归类法的计算耗时更短;分析还发现,环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数,使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加,偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性;同时,环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。展开更多
在等离子-脉冲熔化极惰性气体保护复合焊(plasma-pluse metal inter gas welding,Plasma-PMIG)中,异极性电弧间的强烈电磁排斥力严重削弱了等离子弧的挺度与深熔特性.鉴于传统恒定磁场难以适配PMIG脉冲电流剧烈波动引起的排斥力动态变化...在等离子-脉冲熔化极惰性气体保护复合焊(plasma-pluse metal inter gas welding,Plasma-PMIG)中,异极性电弧间的强烈电磁排斥力严重削弱了等离子弧的挺度与深熔特性.鉴于传统恒定磁场难以适配PMIG脉冲电流剧烈波动引起的排斥力动态变化,提出一种同步磁场调控方法,以实现双弧柔性耦合.研制了同步磁场控制装置,通过实时监测PMIG电流波形边沿,输出与脉冲峰/基值匹配的磁场电压;结合XIRIS高速摄像与FLUENT数值模拟,建立了三维磁流体动力学模型,研究了同步磁场电压对304不锈钢焊接电弧形态及温度场的动态影响.结果表明,同步磁场产生的洛伦兹力能动态抵消电磁排斥力.当磁场电压为36 V时,洛伦兹力与排斥力在峰值阶段达到最佳平衡,等离子弧保持垂直且挺度增强,实现了双弧动态柔性耦合,消除了蛇形焊缝及飞溅.最佳工艺参数下熔深提升22.1%,显著改善了传质传热稳定性,大幅提升了成形质量.展开更多
文摘【目的】为准确高效地分析多轴双环磁力齿轮(Multishaft Double Ring-Plate Magnetic Gears,MDRMGs)的磁力与动力学特性,改善摆线式磁力齿轮(Cycloidal Permanent Magnetic Gear,CPMG)转臂轴承工况并延长使用寿命,将磁力齿轮与机械式环板齿轮相结合,设计了一种多轴双环磁力齿轮传动结构。【方法】提出一种磁场单元归类法,进而建立了高效且计及端部漏磁效应的气隙磁场及静态转矩数理模型;同时,基于Riccati传递矩阵法,建立了MDRMG偏心轴转子系统动力学模型。【结果】将磁场单元归类法与有限元法进行对比,发现二者所得的磁密度及磁力结果高度一致,但磁场单元归类法的计算耗时更短;分析还发现,环板间距的变化会影响磁场单元的归类计算及动力学模型中的集总参数,使得MDRMG的静态磁力转矩随环板间距的增加而增加,偏心轴的临界转速随环板间距的增加而减小。磁场单元归类法能够高效且准确地分析MDRMG的气隙磁场及转矩特性;同时,环板间距对MDRMGs的磁场和动力学性能有一定影响。
文摘在等离子-脉冲熔化极惰性气体保护复合焊(plasma-pluse metal inter gas welding,Plasma-PMIG)中,异极性电弧间的强烈电磁排斥力严重削弱了等离子弧的挺度与深熔特性.鉴于传统恒定磁场难以适配PMIG脉冲电流剧烈波动引起的排斥力动态变化,提出一种同步磁场调控方法,以实现双弧柔性耦合.研制了同步磁场控制装置,通过实时监测PMIG电流波形边沿,输出与脉冲峰/基值匹配的磁场电压;结合XIRIS高速摄像与FLUENT数值模拟,建立了三维磁流体动力学模型,研究了同步磁场电压对304不锈钢焊接电弧形态及温度场的动态影响.结果表明,同步磁场产生的洛伦兹力能动态抵消电磁排斥力.当磁场电压为36 V时,洛伦兹力与排斥力在峰值阶段达到最佳平衡,等离子弧保持垂直且挺度增强,实现了双弧动态柔性耦合,消除了蛇形焊缝及飞溅.最佳工艺参数下熔深提升22.1%,显著改善了传质传热稳定性,大幅提升了成形质量.
