电磁斥力机构的弹塑性形变分析与实验 被引量：10

1

作者 董润鹏 庄劲武 +2 位作者 袁志方 王帅 周羽 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第23期7080-7088,共9页

电磁斥力机构凭借其快速性广泛应用在高速断路器中。该文针对斥力盘分闸过程中的上下振动现象,基于有限元方法,将电磁场、结构力场与机械运动进行耦合求解,讨论运动过程中斥力盘内的洛伦兹力及应力分布。由于较大的应力会对机构的使用... 电磁斥力机构凭借其快速性广泛应用在高速断路器中。该文针对斥力盘分闸过程中的上下振动现象,基于有限元方法,将电磁场、结构力场与机械运动进行耦合求解,讨论运动过程中斥力盘内的洛伦兹力及应力分布。由于较大的应力会对机构的使用寿命造成影响,研究斥力机构的若干参数对应力分布的影响规律。最后,设计工程样机并进行试验,仿真与实验获得的机构位移特性曲线一直性良好。结果表明,在不均匀洛伦兹力作用下的弹塑性形变是斥力盘振动或弯折的原因:增加斥力盘的厚度及内径可有效减小其应力分布;使用内外侧厚度不等的斥力盘,可降低其应力分布的同时保证机构的快速性。 展开更多

关键词 电磁斥力机构 多物理场分析 弹塑性形变 振动分析

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电磁斥力机构样机效率优化 被引量：10

2

作者 胡鑫凯 庄劲武 +2 位作者 董润鹏 周煜韬 毛启东 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期997-1004,共8页

针对样机分闸时最大动能转换效率较低,仅为1.75%的问题,以900 V/1 000 A电磁斥力机构样机为研究对象,结合工程中的约束条件,对样机效率进行提高。将电磁场、结构力场及机械运动耦合求解,建立仿真模型并试验验证了模型的正确性。利用此模... 针对样机分闸时最大动能转换效率较低,仅为1.75%的问题,以900 V/1 000 A电磁斥力机构样机为研究对象,结合工程中的约束条件,对样机效率进行提高。将电磁场、结构力场及机械运动耦合求解,建立仿真模型并试验验证了模型的正确性。利用此模型,在电容储能不变的基础上,调整电容参数,发现改变电容参数对效率的提高没有帮助;在限定斥力线圈内外径的基础上,调整线圈参数,发现线径的改变对效率的影响很大,但样机的线圈参数已使效率达到最大,线圈参数已不需更改;进一步,在斥力盘所受应力满足Von Mises屈服准则的基础上,设计了一种"铝-钢"复合式斥力盘,发现复合式斥力盘可以提高效率。调整电容参数和线圈参数不能提高样机效率;复合式斥力盘能使样机最大动能转换效率提高至3.46%,提高了1倍。 展开更多

关键词 电磁斥力机构 多物理场分析 工程约束 屈服准则 效率优化

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多场载荷作用下FCBGA焊点的电迁移失效研究 被引量：3

3

作者 梁利华 张金超 张元祥 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期264-269,共6页

基于有限元法,结合子模型技术对倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)进行电-热-结构耦合分析,获得关键焊点的电流密度分布、温度分布和应力分布,采用原子通量散度法(AFD)和原子密度积分法(ADI)对关键焊点的电迁移(EM)特性及影响因素进行研究。... 基于有限元法,结合子模型技术对倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)进行电-热-结构耦合分析,获得关键焊点的电流密度分布、温度分布和应力分布,采用原子通量散度法(AFD)和原子密度积分法(ADI)对关键焊点的电迁移(EM)特性及影响因素进行研究。结合焊点电迁移失效的SEM图,发现综合考虑电子风力、应力梯度、温度梯度以及原子密度梯度四种电迁移驱动机制的原子密度积分法能比较准确地预测焊点的电迁移失效位置,原子密度梯度(化学势)通常会延缓电迁移现象。 展开更多

关键词 微电子封装 电迁移 FCBGA 多物理场分析 互连焊点

原文传递

发电机出线裸导体电磁-热防护研究 被引量：2

4

作者 李禹江 童涛 +2 位作者 宫金林 王晓辉 吴二存 《中国测试》 CAS 北大核心 2019年第5期60-65,共6页

该文以发电机出线裸导体及其周围的钢架结构为研究对象,研究出线裸导体的交流磁场对周围钢架结构的磁场热效应。基于多物理场有限元分析的方法,首先建立发电机出线导体及周围钢架结构的电磁场模型,定量分析产生的涡流损耗;其次通过电磁... 该文以发电机出线裸导体及其周围的钢架结构为研究对象,研究出线裸导体的交流磁场对周围钢架结构的磁场热效应。基于多物理场有限元分析的方法,首先建立发电机出线导体及周围钢架结构的电磁场模型,定量分析产生的涡流损耗;其次通过电磁场和温度场耦合的方法,将涡流场中产生的损耗作为热源导入热力学模型,建立钢架结构的热力学模型,定量地分析出线导体对周围钢架结构的热磁影响,得出出线小间的温度分布。根据分析结果,为发电机出线导体及其周围钢结构的设计提出相应的防护措施,解决出线小间局部过热问题,使设备运行参数达到设计标准。 展开更多

关键词 发电机 出线裸导体 多物理场分析 有限元方法 热防护

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基于多领域仿真的混合动力汽车用起动发电一体化永磁同步电机设计 被引量：2

5

作者 黄苏融 俞盈洁 +1 位作者 张琪 林仁杰 《电机与控制应用》 北大核心 2008年第8期23-26,共4页

提出了车用电机的现代设计理念、步骤和原则,并在此基础上设计了混合动力用起动发电一体化(Integrated Starter/Generator,ISG)永磁同步电机,该样机性能指标符合技术要求。仿真数据与样机测试结果基本吻合,验证了该设计方法的可行性和... 提出了车用电机的现代设计理念、步骤和原则,并在此基础上设计了混合动力用起动发电一体化(Integrated Starter/Generator,ISG)永磁同步电机,该样机性能指标符合技术要求。仿真数据与样机测试结果基本吻合,验证了该设计方法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 车用电机 概念设计 多领域分析 系统仿真

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电磁斥力机构中固定线圈的环氧材料的失效分析与改进措施 被引量：2

6

作者 董润鹏 庄劲武 +1 位作者 武瑾 胡鑫凯 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第21期4492-4500,共9页

针对包裹斥力线圈的环氧材料在机构多次使用后易失效问题,基于有限元分析和实验验证,对环氧材料的失效原因进行讨论并提出改进措施。通过电磁场和结构力场的耦合求解,获得在线圈电磁力作用下环氧材料的应力分布,解释环氧板弯折与环氧胶... 针对包裹斥力线圈的环氧材料在机构多次使用后易失效问题,基于有限元分析和实验验证,对环氧材料的失效原因进行讨论并提出改进措施。通过电磁场和结构力场的耦合求解,获得在线圈电磁力作用下环氧材料的应力分布,解释环氧板弯折与环氧胶开裂的原因;提出采用圆周约束替代四角约束以降低环氧板内的应力,并在斥力线圈上端增加环氧薄板以改变固定约束位置,降低环氧胶内的应力集中位置以解决其开裂问题;最后设计两组工程样机,分别进行环氧板在四角约束下的冲击电流实验和在圆周约束下加装环氧薄板后的耐受实验。仿真与实验结果表明,相比于四角固定形式,环氧材料在圆周约束下的应力降低明显,且在斥力线圈上方加装环氧薄板后可有效降低环氧胶内应力,机构在经过5000次耐受实验后未出现环氧板弯折或环氧胶开裂问题。 展开更多

关键词 电磁斥力机构 斥力线圈 多物理场分析 结构优化

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高速永磁外转子爪极电机多物理场分析与驱动系统设计（英文）

7

作者 张凤阁 王双翼 +2 位作者 刘光伟 边学良 Wenping Cao 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第14期18-24,共7页

由于高频供电与高速旋转的影响,与传统电机相比高速电机设计面临更严峻的问题,如电磁场分析,转子应计算,转子动力学特性和驱动系统。本论文基于高速永磁外转子爪极电机进行研究,推导了电机外转子应力的理论解析表达式,并采用有限元方法... 由于高频供电与高速旋转的影响,与传统电机相比高速电机设计面临更严峻的问题,如电磁场分析,转子应计算,转子动力学特性和驱动系统。本论文基于高速永磁外转子爪极电机进行研究,推导了电机外转子应力的理论解析表达式,并采用有限元方法对其进行了验证。高速转子的设计应满足其动力学特性要求,利用有限元方法分析了转子动力学特性并与不同转子结构进行了对比。此外,搭建了无位置传感器驱动系统仿真模型,并对高速永磁外转子电机进行实验研究,证实了驱动系统的可行性。 展开更多

关键词 高速电机 永磁电机 爪极电机 多物理场分析 驱动系统设计

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斥力机构中固定线圈的环氧板材弯折问题研究

8

作者 董润鹏 庄劲武 +2 位作者 武瑾 袁志方 胡鑫凯 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期147-154,共8页

文中针对高速电磁机构中固定斥力线圈的环氧板材在通过多次大电流冲击后出现的弯折或开裂这一问题,基于有限元方法,将电磁场与结构力场进行耦合求解,解释了环氧板材的弯折原因,讨论了相关结构尺寸对板材内应力分布的影响规律;根据影响... 文中针对高速电磁机构中固定斥力线圈的环氧板材在通过多次大电流冲击后出现的弯折或开裂这一问题,基于有限元方法,将电磁场与结构力场进行耦合求解,解释了环氧板材的弯折原因,讨论了相关结构尺寸对板材内应力分布的影响规律;根据影响规律对斥力线圈的固定形式进行改进,提出采用圆周约束替代原四角约束,并讨论了在环氧板材下端增加经过径向切割的金属板的可行性。最后,设计两组工程样机,进行了大电流下环氧板材冲击实验及圆周约束形式的机构耐受实验。仿真及实验结果表明:相比于四角固定形式,圆周约束的环氧板材内部应力分布更加均匀,且在相似应力分布下板材的结构尺寸更小。 展开更多

关键词 电磁斥力机构 多物理场分析 斥力线圈固定 结构优化

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油浸式变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法 被引量：62

9

作者 廖才波 阮江军 +3 位作者 刘超 文武 王珊珊 梁嗣元 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期150-155,共6页

提出了一种基于有限元法和有限体积法的变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器三维模型,采用有限元法分析变压器内磁通密度分布,并求得变压器及绕组损耗。将变压器铁芯及绕组损耗作为热源,采用有限体积法求解变压器流... 提出了一种基于有限元法和有限体积法的变压器三维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器三维模型,采用有限元法分析变压器内磁通密度分布,并求得变压器及绕组损耗。将变压器铁芯及绕组损耗作为热源,采用有限体积法求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流及温度分布,同时根据温度场结果对变压器损耗进行修正,通过迭代求解变压器流体-温度场获取变压器内部最终温度分布结果,提高求解精度。采用所提方法对35 k V油浸式变压器进行三维电磁-流体-温度场分析,将结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了所提方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 变压器 有限元法 有限体积法 多物理场耦合 流体-温度场分析 电磁场 温度 油浸式变压器

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油浸式变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法研究 被引量：18

10

作者 廖才波 阮江军 +4 位作者 逯怀东 于光远 王珊珊 文武 刘超 《科学技术与工程》 北大核心 2014年第36期67-71,共5页

介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体... 介绍了一种基于有限元法的变压器二维电磁-流体-温度场耦合分析方法。通过建立变压器二维模型,采用有限元法求解变压器内磁通密度分布;并计算变压器铁心及绕组损耗。随后,采用多物理场间接耦合方法将损耗作为热源加载条件求解变压器流体-温度场,分析变压器内部油流速度及温度分布。对35 kV油浸式变压器进行二维电磁-流体-温度场分析,将温度仿真结果与经验公式的热点温度计算结果进行对比,验证了方法的有效性和正确性。 展开更多

关键词 油浸式变压器 多物理场耦合 流体-温度场分析

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地热多孔物料微波冷冻干燥过程的多物理场分析研究

11

作者 林芳 《佳木斯大学学报（自然科学版）》 CAS 2024年第2期157-161,共5页

以甘露醇与乳糖等为原材料,利用液氮制备冰激凌法,制备不同初始饱和度的地热多孔物料;通过多功能微波冷冻干燥装置,冷冻干燥处理制备的地热多孔物料,建立地热多孔物料干燥过程的多物理场分析模型,并设计对应的定解条件;通过COMSOL多物... 以甘露醇与乳糖等为原材料,利用液氮制备冰激凌法,制备不同初始饱和度的地热多孔物料;通过多功能微波冷冻干燥装置,冷冻干燥处理制备的地热多孔物料,建立地热多孔物料干燥过程的多物理场分析模型,并设计对应的定解条件;通过COMSOL多物理场仿真软件,结合定解条件,求解多物理场分析模型,完成不同初始饱和度与不同微波功率等条件时的物理场分析,验证地热多孔物料微波冷冻干燥过程多物理场的影响。 展开更多

关键词 地热多孔物料 微波冷冻 干燥过程 多物理场分析

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电磁式电声换能器性能研究及优化设计Ⅱ:模型分析及实验 被引量：1

12

作者 张鸿翔 《电声技术》 2020年第6期58-65,共8页

在已建立的数学模型基础上,建立电磁式换能器的集总参数等效电路模型,分析其作为送受话器的性能和影响因素。建立多物理场有限元分析模型,展示送受话器的声场特性。最后,依据仿真结果改进设计,进行制造和实验。测试结果表明,该设计有效... 在已建立的数学模型基础上,建立电磁式换能器的集总参数等效电路模型,分析其作为送受话器的性能和影响因素。建立多物理场有限元分析模型,展示送受话器的声场特性。最后,依据仿真结果改进设计,进行制造和实验。测试结果表明,该设计有效解决了“吸死”现象,提升了送受话器的灵敏度,显著提高了装配效率和良品率。 展开更多

关键词 电磁式换能器 电声器件 送受话器 等效电路模型 多物理场耦合分析

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养殖工船水舱结构腐蚀仿真分析

13

作者 冯国庆 周思奇 +1 位作者 李志雨 李阳 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期31-37,共7页

使用腐蚀电化学原理,以多物理场耦合分析软件(COMSOL)Multiphysics作为仿真平台,基于腐蚀二次电流对一艘总长为257.7 m的养殖工船进行了腐蚀特性分析和养殖水舱腐蚀厚度仿真分析,得到了为期20 a的水舱腐蚀厚度分布、电流密度分布及重点... 使用腐蚀电化学原理,以多物理场耦合分析软件(COMSOL)Multiphysics作为仿真平台,基于腐蚀二次电流对一艘总长为257.7 m的养殖工船进行了腐蚀特性分析和养殖水舱腐蚀厚度仿真分析,得到了为期20 a的水舱腐蚀厚度分布、电流密度分布及重点区域的腐蚀形貌,同时分析了水体酸碱度和过电位对水舱腐蚀厚度的影响,并根据仿真结果拟合出腐蚀厚度非线性生长曲线和生长函数,最后将仿真结果与实船的腐蚀速率和腐蚀经验公式进行了对比分析.结果显示:水舱腐蚀形貌呈现自上至下的梯度分布,20 a平均腐蚀厚度为4.85 mm,最大值为4.97 mm,最小值为2.18 mm,腐蚀厚度与pH值和过电位均呈负相关关系,仿真结果与实船测量值较为接近,相比于经验公式更为精细. 展开更多

关键词 腐蚀模型 养殖工船 腐蚀电化学 多物理场耦合分析软件 仿真分析

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