航空阀用电磁机构的设计与研究
发布时间：2021-11-26 11:44
随着世界各国航空航天事业的迅猛发展,航空用电磁阀的需求量也日益增长。航空阀用电磁机构作为航空用电磁阀的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到整个电磁阀的工作性能。所以开展对航空阀用电磁机构的设计与研究具有重要的现实意义。本文针对航空阀用电磁机构的技术指标及其对小型化的特殊要求,利用改进的电磁机构设计方案先对电磁机构进行初步设计,为了使设计的电磁机构体积最小,建立了待优化电磁机构的数学模型,然后利用网格搜索法对初步设计的电磁机构进行了体积优化。为了更好地分析电磁机构的静态吸力特性和动态特性,在有限元软件中建立电磁机构的二维仿真模型。利用静态磁场仿真校核了电磁机构的电磁吸力,分析了动铁心长度、隔磁环长度和角度等结构参数对电磁吸力的影响;利用瞬态磁场分析得到了电磁机构吸合以及释放过程中动铁心的位移、速度、吸力和线圈电流的动态变化曲线。利用ANSYS Workbench有限元软件建立了电磁机构的三维仿真模型,对其进行了电磁—热耦合仿真,检验其在150°C和-40°C两种环境温度下的温升是否在极限允许温升范围内。在电磁机构的理论设计与仿真分析的基础上,制作了电磁机构样机。借助力测试仪、温度试验箱、...
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁机构的磁路简图
索法编程求解法是一种在求解变量的可行域内进行穷举的搜索方法，通叉验证的方法进行优化来得到最优值的一种优化算法。法的原理是：将各个参数可能的取值进行排列组合，列出成网格，然后对各个组合进行训练，并使用交叉验证的方函数对所有的参数组合进行评估后，返回一个合适的分组合。法的具体实现方式为：在待求的目标函数的可行域内，按格，求解网格结点的目标函数值，将能使目标函数取得最点，然后在这一点附近进行细化网格，并找到下一个迭代 2.7 所示为网格搜索法的示意图，从图中可以看出，网格搜分网格，搜索的范围也逐渐缩小，通过对一个个结点值的
z z0 r1, ,μx y x y J A （3.1式中，Az(x,y)是矢量磁位 Z 轴分量；Jz(x,y)是电流流动截面的电流密度；μr为求解域材料的相对磁导率；μ0为真空中磁导率。公式（3.1）可理解为：静磁场求解器可以通过给定的激励源计算出求解域内各点的矢量磁位，进而得到静磁场的磁感应强度和磁场强度等物理量。利用 Ansoft 软件可以对电磁机构进行二维静磁场仿真分析。3.2.1 模型建立及材料属性定义根据航空阀用电磁机构的设计要求，设计得到的电磁机构如图 3.1（a）所示。该磁机构去掉底部用于线圈穿线用的孔后是空间轴对称的结构，所以为了节省计算时和计算资源，利用二分之一平面模型来仿真分析。根据第 2 章对阀用电磁机构的设优化得到的基本结构参数，利用 Ansoft Maxwell 软件建立的 R-Z 平面上的二维模型图 3.1（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansoft的电磁铁建模仿真及结构优化设计[J]. 孙虎胆,刘鸿凌. 液压气动与密封. 2018(08)
[2]一种新型比例电磁铁设计及吸力特性分析[J]. 宁一高,石勇,李文听,赵建辉. 机械设计与研究. 2017(02)
[3]比例电磁铁静态特性的研究[J]. 龚斌. 流体传动与控制. 2017(02)
[4]一种螺管式电磁铁的静态特性及其影响因素分析[J]. 吴倩,李建,苏秀苹. 电器与能效管理技术. 2017(01)
[5]涡轮增压器废气旁通换向电磁阀优化设计与分析[J]. 胡子健,张兴娇. 电子测试. 2016(19)
[6]等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用[J]. 王晓远,高鹏. 电工技术学报. 2016(16)
[7]AT换挡回路比例阀电磁铁结构优化设计[J]. 吴萌,周友国,陶刚. 液压与气动. 2016(05)
[8]航空高速电磁阀驱动器的设计[J]. 周飞. 航空制造技术. 2015(Z2)
[9]电控汽油喷射器电磁特性仿真与磁路参数优化[J]. 程强,张振东,郭辉,朱希. 汽车工程. 2015(06)
[10]工程设计中电磁阀的选型[J]. 彭丽,李涛. 石油化工自动化. 2012(06)
博士论文
[1]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
硕士论文
[1]低损耗MnZn软磁铁氧体材料直流叠加特性研究[D]. 杨潇斐.电子科技大学 2018
[2]自动液力变速器高速开关阀的性能研究及优化设计[D]. 赵磊.贵州大学 2016
[3]直流比例电磁铁结构参数对其静态及瞬态特性的影响[D]. 赵继国.兰州理工大学 2016
[4]高压共轨系统中比例电磁铁的设计与仿真[D]. 胡鹏翔.合肥工业大学 2016
[5]螺管式电磁铁在异步组合式接触器上的应用[D]. 董天宇.沈阳工业大学 2015
[6]低功耗、大流量高速开关阀的仿真分析与优化设计[D]. 汝晶炜.浙江理工大学 2015
[7]用于集群磁流变抛光的分布式电磁铁结构设计及优化[D]. 童和平.广东工业大学 2013
[8]螺管式电磁铁设计与仿真分析[D]. 王强.湖南科技大学 2013
[9]电磁阀的数字样机技术研究及性能仿真[D]. 蔺帅南.上海交通大学 2013
[10]基于磁回复的高速开关电磁铁的研究[D]. 李威.浙江理工大学 2013
本文编号：3520075
【文章来源】：沈阳工业大学辽宁省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁机构的磁路简图
索法编程求解法是一种在求解变量的可行域内进行穷举的搜索方法，通叉验证的方法进行优化来得到最优值的一种优化算法。法的原理是：将各个参数可能的取值进行排列组合，列出成网格，然后对各个组合进行训练，并使用交叉验证的方函数对所有的参数组合进行评估后，返回一个合适的分组合。法的具体实现方式为：在待求的目标函数的可行域内，按格，求解网格结点的目标函数值，将能使目标函数取得最点，然后在这一点附近进行细化网格，并找到下一个迭代 2.7 所示为网格搜索法的示意图，从图中可以看出，网格搜分网格，搜索的范围也逐渐缩小，通过对一个个结点值的
z z0 r1, ,μx y x y J A （3.1式中，Az(x,y)是矢量磁位 Z 轴分量；Jz(x,y)是电流流动截面的电流密度；μr为求解域材料的相对磁导率；μ0为真空中磁导率。公式（3.1）可理解为：静磁场求解器可以通过给定的激励源计算出求解域内各点的矢量磁位，进而得到静磁场的磁感应强度和磁场强度等物理量。利用 Ansoft 软件可以对电磁机构进行二维静磁场仿真分析。3.2.1 模型建立及材料属性定义根据航空阀用电磁机构的设计要求，设计得到的电磁机构如图 3.1（a）所示。该磁机构去掉底部用于线圈穿线用的孔后是空间轴对称的结构，所以为了节省计算时和计算资源，利用二分之一平面模型来仿真分析。根据第 2 章对阀用电磁机构的设优化得到的基本结构参数，利用 Ansoft Maxwell 软件建立的 R-Z 平面上的二维模型图 3.1（b）所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Ansoft的电磁铁建模仿真及结构优化设计[J]. 孙虎胆,刘鸿凌. 液压气动与密封. 2018(08)
[2]一种新型比例电磁铁设计及吸力特性分析[J]. 宁一高,石勇,李文听,赵建辉. 机械设计与研究. 2017(02)
[3]比例电磁铁静态特性的研究[J]. 龚斌. 流体传动与控制. 2017(02)
[4]一种螺管式电磁铁的静态特性及其影响因素分析[J]. 吴倩,李建,苏秀苹. 电器与能效管理技术. 2017(01)
[5]涡轮增压器废气旁通换向电磁阀优化设计与分析[J]. 胡子健,张兴娇. 电子测试. 2016(19)
[6]等效热网络法和有限元法在轮毂电机温度场计算中的应用[J]. 王晓远,高鹏. 电工技术学报. 2016(16)
[7]AT换挡回路比例阀电磁铁结构优化设计[J]. 吴萌,周友国,陶刚. 液压与气动. 2016(05)
[8]航空高速电磁阀驱动器的设计[J]. 周飞. 航空制造技术. 2015(Z2)
[9]电控汽油喷射器电磁特性仿真与磁路参数优化[J]. 程强,张振东,郭辉,朱希. 汽车工程. 2015(06)
[10]工程设计中电磁阀的选型[J]. 彭丽,李涛. 石油化工自动化. 2012(06)
博士论文
[1]气动高速开关阀关键技术研究[D]. 向忠.浙江大学 2010
硕士论文
[1]低损耗MnZn软磁铁氧体材料直流叠加特性研究[D]. 杨潇斐.电子科技大学 2018
[2]自动液力变速器高速开关阀的性能研究及优化设计[D]. 赵磊.贵州大学 2016
[3]直流比例电磁铁结构参数对其静态及瞬态特性的影响[D]. 赵继国.兰州理工大学 2016
[4]高压共轨系统中比例电磁铁的设计与仿真[D]. 胡鹏翔.合肥工业大学 2016
[5]螺管式电磁铁在异步组合式接触器上的应用[D]. 董天宇.沈阳工业大学 2015
[6]低功耗、大流量高速开关阀的仿真分析与优化设计[D]. 汝晶炜.浙江理工大学 2015
[7]用于集群磁流变抛光的分布式电磁铁结构设计及优化[D]. 童和平.广东工业大学 2013
[8]螺管式电磁铁设计与仿真分析[D]. 王强.湖南科技大学 2013
[9]电磁阀的数字样机技术研究及性能仿真[D]. 蔺帅南.上海交通大学 2013
[10]基于磁回复的高速开关电磁铁的研究[D]. 李威.浙江理工大学 2013
本文编号：3520075
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3520075.html
