磁電場耦合的案例
北科《Scripta Mater》：磁、電場耦合作用增強材料可逆制冷能力！
研究發(fā)現通過操縱耦合磁場和電場下的過渡路徑，實現了可逆MCE和制冷溫度區(qū)域的增強。與0 kV/cm下的磁化和去磁化相比，在0kV/cm下磁化然后在+8 kV/cm下退磁可以實現可逆熵變的顯著增強，在294.5K下可逆熵變從19.5提升至25.7J/kgK，冷卻溫度跨度從5K擴大至7K。在電場的幫助下，NiCoMnTi/PMN-PT復合材料的可逆制冷能力(RC)可以從83J/kg提高至131J/kg，提升率達到58%。
圖1 （a）Ni37.5Co12.5Mn35Ti15在冷卻過程中的XRD圖；（b, c）室溫和低溫下Ni37.5Co12.5Mn35Ti15的LTEM圖
圖2 (a) 在0.05T磁場和不同電場作用下NiCoMnTi/PMN-PT復合材料溫度相關磁化；(b)不同電場下的等溫磁化曲線
圖3 在(a)0 kV/cm和(b)+8kV/cm電場下，NiCoMnTi/PMN-PT復合材料的熵變與溫度的關系；(c) 不同電場下S-T曲線比較；(d) 電場輔助下AMR循環(huán)示意圖
本文設計出一個電場輔助下可行的主動磁制冷(AMR)循環(huán)，減弱了冷熱儲存器附近制冷劑在制冷過程中存在的溫度梯度，通過控制電場可以將每種制冷劑的溫度調節(jié)至最佳工作溫度，從而大大提高可逆制冷能力，提升AMR的效率。本研究對于增強可逆熱效應和擴大一級相變材料的制冷溫度跨度，促進其在固態(tài)制冷中的應用具有重要意義。 （文：破風）
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展開 ANSYS APDL力磁耦合
仿真教學
COMSOL力磁耦合
仿真教學
地磁作用下油氣管道力磁耦合仿真分析與實驗研究
楊曉惠等[7]構建了考慮力磁耦合效應和位錯釘扎效應的擴展磁荷模型，研究了多種管道異常狀況引起的弱磁檢測信號變化規(guī)律，同時利用工程檢測實驗驗證了該模型的有效性。何騰蛟等[8]建立了埋地鐵磁管道非接觸磁應力信號理論模型，通過自主研制的非接觸掃描磁力計識別出磁異常管段。玄文博等[9]依托Maxwell仿真軟件對X80鋼管道樣板進行靜態(tài)磁化和動態(tài)退磁仿真研究，分析了X80鋼的磁化和退磁現象,獲取了X80鋼的磁化特性曲線。鄭福印等[10]對鐵磁性材料力磁耦合關系進行數學建模，推導出應力與材料磁導率的函數關系，對管壁切向應力信號與管壁表面切向磁場分別進行了測量。翁光遠等[11]針對輸油氣管道應力檢測問題，采取了局部磁化技術和磁通量測量技術，得出了不同應力狀態(tài)下，強磁場中的磁通信號和應力的理論模型，并進行了現場實測和應用。
這些研究成果加速了磁力學理論及應用的發(fā)展進程，并使得有關輸油氣管道磁力學的研究也越來越多，但是由于管道力磁檢測理論與技術還不夠成熟，需要在這方面開展更深入的研究[12]。
1 應力-磁通量耦合模型
輸油氣管道以X80型管線鋼材料為研究對象，在MATLAB中模擬得到地磁場環(huán)境下輸油氣管道的復雜應力與磁化強度之間的關系，如圖1所示。由圖1可以看出，輸油氣管道受復雜應力作用時，復雜應力逐漸增大，磁化強度先快速增大，到達磁飽和點后，磁化強度逐漸出現退磁現象。
圖1 管道應力磁化曲線
在地磁場環(huán)境下，輸油氣管道的復雜應力與相對磁導率的關系如圖2所示。由圖2可以看出，在地磁場環(huán)境下，相對磁導率隨復雜應力的增加而逐漸增大，基本呈一一對應的線性關系。
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華中大楊光教授團隊CEJ：高取向的細菌纖維素/明膠復合薄膜耦合電場協(xié)同誘導細胞定向遷移應用于傷口愈合
有序的拓撲結構和電場（EF）因其可以調節(jié)細胞活動并促進傷口愈合而備受關注。此項研究構建了一個新的傷口修復體系——將拉伸取向的細菌纖維素（BC）/明膠（gelatin）薄膜與EF耦合以誘導細胞定向遷移來促進傷口愈合（圖1）。該BC/gelatin薄膜具有高度取向的纖維結構，很強的機械性能，良好的熱穩(wěn)定性，透光率，可折疊性，表面粗糙度和生物相容性。特別地，拉伸40%的BC/gelatin薄膜在體外能夠促進NIH3T3細胞的粘附，定向排列和遷移；在體內大鼠全層皮膚缺損模型中，拉伸40％的BC/gelatin薄膜比商業(yè)TegadermTM膜能實現更快促進傷口愈合的效果。進一步施加EF（150 mV/mm）后，結果表明拉伸40%的BC/gelatin薄膜可協(xié)同EF共同誘導NIH3T3細胞的遷移，并通過加速傷口閉合，肉芽組織厚度增加，膠原蛋白沉積，血管生成以及上調α-SMA，AKT和ERK的表達來促進傷口愈合。綜上，40%拉伸的BC/gelatin薄膜耦合EF為促進傷口修復提供了有效地協(xié)同治療策略，在治療臨床難愈傷口中具有潛在地應用前景。
圖1 高取向BC/gelatin薄膜耦合電場協(xié)同作用促進細胞遷移應用于傷口愈合示意圖
該論文的第一作者為華中科技大學生命科學與技術學院博士生王蠡和博士生毛琳，華中科技大學生命科學與技術學院楊光教授和石志軍博士為通訊作者，華中科技大學為第一作者單位。研究工作得到獲得國家自然科學基金項目（21774039，51973076）、國家重點研發(fā)計劃“政府間國際科技創(chuàng)新合作/港澳臺科技創(chuàng)新合作”重點專項 （金磚國家） (2018YFE0123700)等資助。
展開 結構磁-力耦合數值仿真 ￥1500
本案例模擬了一軟質錐形腔體結構，在受到設計的磁場力的作用下發(fā)生收縮變形的過程，模擬結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
Maxwell-thermal渦流磁熱耦合分析 ￥20
Maxwell-thermal渦流磁熱耦合分析
本例以workbench為耦合平臺，在maxwell中計算的電磁場并導出計算結果作為溫度場的熱源，來計算溫度場的分布。模型如下圖：
coil材料為銅，通以一定值的電流，計算在stock中中的渦流和熱場分布。
電流密度分布：
熱分布：
新能源電機電磁、磁熱、震動、噪聲多場耦合
宏新環(huán)宇信息化咨詢中心
宏新環(huán)宇【2018】第（27）號
“新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”
高級設計仿真培訓
一、課程背景：
永磁驅動電機是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行結構，驅動電機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。電動汽車對驅動電動機主要有起動轉矩要大、恒功率區(qū)寬、調速范圍大、效率要高、能量回收率要高、尺寸要小、可靠性高等要求；同時需要電機要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。因為永磁同步電動機功率密度大、調速性能好、體積更小，效率更高等特點，從而現下新能源汽車使用永磁同步電動機作為驅動電機最多。
我們知道電機內存在多種不同類型的多場耦合系統(tǒng)，涉及電磁、機械、電子、流體、熱場等多個學科相互影響。需要運行多場耦合系統(tǒng)，進行精確仿真，弄清各場的分布規(guī)律及其控制技術，在此基礎上對各種參數進行綜合分析比較和優(yōu)化，這是新的電機研究方向。對現下電機設計工程師們提出更高的要求，原先的理論公式計算加經驗修正已經滿足不了當下的競爭需求，電機工程師們不僅僅需要理論分析能力，還得掌握仿真技能進行電機的電磁場、熱場、振動噪聲等性能分析，這可以說是新一代電機工程師必備技能。
利用Maxwell原理的有限元仿真軟件是工業(yè)界領先的電磁仿真軟件，能滿足電機工程師的仿真設計需求，提升高品質電機設計能力；電磁仿真軟件已集成到先進的仿真平臺WB中，WB獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析驅動電機，得到其電磁場、熱場、振動等結果。為此宏新環(huán)宇信息化咨詢中心（http://hxhycae.com）特舉辦“新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”高級設計仿真培訓。
展開 電機的機電耦聯(lián)與磁固耦合非線性振動研究
電機的機電耦聯(lián)與磁固耦合非線性振動研究
作者：邱家俊 文章來源：天津大學力學系
摘 要 :以文獻綜述的形式系統(tǒng)地闡述了電機轉子系統(tǒng)的機電耦聯(lián)振動及發(fā)電機定子系統(tǒng)的磁固耦合振動的近代研究成果。全文分成3個方面（即電磁激發(fā)的非線性振動；機電耦聯(lián)的非線性動力學；發(fā)電機定子系統(tǒng)的磁固耦合非線性振動），5個問題分別進行介紹（即電磁力激發(fā)的參數共振；電磁激發(fā)的多重共振；交流電機機電耦聯(lián)振動的非線性理論；機電耦聯(lián)失穩(wěn)振蕩及其動態(tài)分岔分析；定子系統(tǒng)磁固耦合的多重共振）。全文列舉了63篇論文，大部分論文的理論結果均得到了實驗的驗證。最后，對此領域研究工作的工程意義及今后的研究展望進行了闡述。
關鍵詞： 機電耦聯(lián)；磁固耦合；參數共振；多重共振；失穩(wěn)振蕩
1引言
電機的種類很多，用途各異，有交流電機和直流電機，交流電機中有交流發(fā)電機和交流電動機，直流電機中也有直流發(fā)電機和直流電動機。各種火電及水電發(fā)電機組占全社會總動力能源的90%以上，在國民經濟中占有重要地位。600 MW大型汽輪發(fā)電機組在國內已投產運行，1400 MW汽輪發(fā)電機組在國外已投產運行，我國正在研制世界上最大的700 MW水輪發(fā)電機組，2003年將要在長江三峽水電站并網運行。由發(fā)電機組聯(lián)成的電網大系統(tǒng)的電能，可應用于驅動種類繁多的電動機，以拖動各種工作機械，它們可由分瓦功率的電鐘指針直至幾MW的軋鋼電機，在控制系統(tǒng)中用作功率放大的交磁電機放大機其功率可達20 MW，此外還有礦山及船舶用發(fā)電機組等。
電機的機電耦聯(lián)與磁固耦合振動問題是比較復雜的，它涉及到多個學科的理論基礎，包括力學（指一般力學、連續(xù)介質力學、振動力學）與電學（指電磁場理論、電路理論、電機理論）及其形成的交*學科。
展開 磁耦合諧振技術在機器人無線充電中的核心作用解析
在工業(yè)機器人無線充電領域，磁耦合諧振技術（Magnetically Coupled Resonance, MCR）因其高效能傳輸與強抗偏移能力，正逐步替代傳統(tǒng)感應式充電方案。魯渝能源的工程實踐表明，該技術通過精準控制電磁場分布，可解決機器人充電定位難、能效低等核心痛點。
一、技術原理與工業(yè)適配性
諧振頻率匹配機制
發(fā)射端與接收端線圈在相同諧振頻率（通常85kHz-205kHz）下工作，形成高強度能量通道。魯渝能源測試數據顯示，當頻率匹配偏差<0.1%時，傳輸效率可達92%以上，遠超傳統(tǒng)電磁感應技術（70%-80%）。
抗偏移特性突破
通過三維磁場拓撲優(yōu)化，魯渝能源方案在±10cm水平偏移，仍維持85%以上能效，適應AGV停靠定位誤差。
二、解決機器人場景的三大難題
穿透非金屬障礙物
諧振磁場可穿透塑料、木材等機器人外殼材料，魯渝能源模塊嵌入機器人防護層內，避免物理暴露風險。
多設備干擾抑制
采用頻分復用技術，為同場景多機器人分配獨立諧振頻段，魯渝能源在汽車工廠實現12臺AMR并行充電，零交叉干擾。
溫升控制
動態(tài)阻抗匹配算法將控制線圈溫升，保障鋰電池安全。
三、魯渝能源的工程化創(chuàng)新
自適應調諧系統(tǒng)：實時監(jiān)測負載變化，自動補償頻率漂移，應對金屬靠近、電池老化等變量。
模塊化設計：發(fā)射端功率覆蓋120W-6kW，兼容倉儲AGV至重型機械臂的充電需求。
能效認證：通過工業(yè)級能效標準，滿負荷運行下系統(tǒng)損耗<8%。
磁耦合諧振技術通過魯渝能源的工程實踐，已證明其在復雜工業(yè)場景的可靠性。
展開 再出個有關電機場磁耦合的題目
場-磁-熱耦合問題，如果還想復雜的話，可以考慮轉子間流場的影響，忽略軸向流動，只考慮旋轉流場，在流場條件下，分析散熱情況！
新能源電機電磁、磁熱、震動、噪聲多場耦合
27.新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合高級設計仿真培訓-.pdf
新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合
宏新環(huán)宇信息化咨詢中心
宏新環(huán)宇【2018】第（27）號
“新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”
高級設計仿真培訓
一、課程背景：
永磁驅動電機是新能源汽車行駛中的主要執(zhí)行結構，驅動電機及其控制系統(tǒng)是新能源汽車的核心部件之一，其驅動特性決定了汽車行駛的主要性能指標，它是電動汽車的重要部件。電動汽車對驅動電動機主要有起動轉矩要大、恒功率區(qū)寬、調速范圍大、效率要高、能量回收率要高、尺寸要小、可靠性高等要求；同時需要電機要小型化、更安全可靠、更高效，成本要降低。因為永磁同步電動機功率密度大、調速性能好、體積更小，效率更高等特點，從而現下新能源汽車使用永磁同步電動機作為驅動電機最多。
我們知道電機內存在多種不同類型的多場耦合系統(tǒng)，涉及電磁、機械、電子、流體、熱場等多個學科相互影響。需要運行多場耦合系統(tǒng)，進行精確仿真，弄清各場的分布規(guī)律及其控制技術，在此基礎上對各種參數進行綜合分析比較和優(yōu)化，這是新的電機研究方向。對現下電機設計工程師們提出更高的要求，原先的理論公式計算加經驗修正已經滿足不了當下的競爭需求，電機工程師們不僅僅需要理論分析能力，還得掌握仿真技能進行電機的電磁場、熱場、振動噪聲等性能分析，這可以說是新一代電機工程師必備技能。
利用Maxwell原理的有限元仿真軟件是工業(yè)界領先的電磁仿真軟件，能滿足電機工程師的仿真設計需求，提升高品質電機設計能力；電磁仿真軟件已集成到先進的仿真平臺WB中，WB獨特的項目圖形化界面把整個仿真過程緊密結合在一起，完成復雜的多物理場耦合分析，通過電磁場與電場、電磁場與熱場和電磁場與結構等物理場相互耦合分析驅動電機，得到其電磁場、熱場、振動等結果。為此宏新環(huán)宇信息化咨詢中心（http://hxhycae.com）特舉辦“新能源驅動電機電磁、磁熱、振動、噪聲多場耦合”高級設計仿真培訓。
展開 基于SIMPACK的磁懸浮車輛耦合動力學性能仿真模型
為了有效評價磁懸浮車輛動力學性能,引入SIMPACK仿真軟件,根據磁懸浮車輛多體系統(tǒng)動力學拓撲關系圖,建立了磁懸浮車輛2軌道2控制系統(tǒng)的耦合動力學模型,分析了試驗結果和仿真結果。在模型中,磁懸浮車輛被視為多剛體,并具有兩系懸掛系統(tǒng),軌道被視為彈性歐拉梁,并考慮了磁懸浮車輛的控制系統(tǒng)性能。數值分析結果表明:梁的最大變形的計算值為115mm,試驗值為116mm,車體的垂向加速度仿真結果與試驗結果基本一致,利用仿真模型能較準確地預測耦合系統(tǒng)的動力學性能
基于SIMPACK的磁懸浮車輛耦合動力學性能仿真模型.pdf
展開 基于SIMPACK的磁懸浮車輛耦合動力學性能仿真模型
基于SIMPACK的磁懸浮車輛耦合動力學性能仿真模型
摘 要:為了有效評價磁懸浮車輛動力學性能,引入SIMPACK仿真軟件,根據磁懸浮車輛多體系
統(tǒng)動力學拓撲關系圖,建立了磁懸浮車輛2軌道2控制系統(tǒng)的耦合動力學模型,分析了試驗結果和仿
真結果。在模型中,磁懸浮車輛被視為多剛體,并具有兩系懸掛系統(tǒng),軌道被視為彈性歐拉梁,并考
慮了磁懸浮車輛的控制系統(tǒng)性能。數值分析結果表明:梁的最大變形的計算值為115 mm ,試驗值
為116 mm ,車體的垂向加速度仿真結果與試驗結果基本一致,利用仿真模型能較準確地預測耦合
系統(tǒng)的動力學性能。
關鍵詞:車輛工程;磁懸浮車輛;可靠性評價;仿真模型;動力學
基于SIMPACK的磁懸浮車輛耦合動力學性能仿真模型.pdf
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