永磁铁近场等效阻尼计算分析

发布时间：2021-08-07 10:41

　　目的探究相对速度对等效电涡流阻尼效应的影响规律。方法利用解析法和有限元法分别分析了柱塞型电涡流吸振器的动态电磁场分布和电涡流等效阻尼效应,并基于有限元法分析了永磁铁在不同运动速度下的等效阻尼效应。结果有限元法求解电涡流等效阻尼的精度更高,相对运动速度对等效电涡流阻尼系数有相应非线性影响规律。结论解析法认为的恒定磁场实际中是不存在的,等效电涡流分布和强度高度依赖于磁装置的运动特性。 

【文章来源】：装备环境工程. 2020,17(09)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

永磁铁自由下落实验原理

阻尼力，阻碍磁铁的加速下落。当阻尼力与重力大小相同时，永磁体达到受力平衡状态，将不再向下加速，以平衡速度继续匀速下落至地。图1永磁铁自由下落实验原理Fig.1Schematicdiagramoffreefallingexperimentofpermanentmagnet表1为两种算法的结果对比。由表1可知，有限元方法在电涡流阻尼计算上精度更高，结果更准确。基于此，为进一步明确动态特性对等效阻尼效应的影响，用有限元法分别求解了永磁铁在不同运动速度下的等效阻尼系数，以阐述动态行为对等效电涡流阻尼的影响规律，算例参数见表2。模型采用如图2所示的二维轴对称形式建立，图2a中的黑色部分为永磁铁，橙色部分为导体铜管，灰色部分为空气。相对运动速度设置形式如下式所示：0v=nv(13)式中：v表示磁铁铜管相对运动速度；v0表示基准速度，取为20mm/s；n为速度放大倍数。n分别表1两种算法结果对比Tab.1Comparisonofresultsoftwoalgorithms等效电涡流阻尼系数/（N·s·m1）误差/%模型类型Jae实验解析有限元解析有限元永磁体自由下落11.029.7211.1411.81.1表2模型参数Tab.2Modelparameters参数值参数值残余磁化强度1.23T铜管内径17mm永磁铁半径7.5mm铜管与磁铁间距1mm永磁铁高度2.8mm铜管电导率5.8e7S/m铜管高度60mm铜管厚度1.5mm图2两类求解状态对比模型Fig.2Comparisonmodeloftwokindsofsolutionstates:a)Twodimensionalcase;b)Threedimensionalcase取为1、50、1000、5000，即磁铁与铜管相对运动速度分别为0.02、1、20、100m/s，分析得到的电涡流阻尼力和阻尼系数见表3。表3不同速度下的阻尼系数Tab.3Dampingcoefficientwithdifferentvelocity相对运动速度/（m·s1）求解项求解方法0.02120100阻?

【参考文献】：
期刊论文
[1]电涡流耗能动力吸振器设计与试验研究[J]. 李斌,牛文超,徐兆懿.  西北工业大学学报. 2016(01)
[2]矩形永磁体磁场分布的解析表达式[J]. 苟晓凡,杨勇,郑晓静.  应用数学和力学. 2004(03)
[3]方型永磁体表面磁感应强度分布的研究[J]. 林德华,蔡从中,董万春.  工科物理. 1999(02)

硕士论文
[1]城轨车辆涡流制动技术研究[D]. 邓长青.西南交通大学 2011



本文编号：3327651