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楊曉惠等[7]構(gòu)建了考慮力磁耦合效應(yīng)和位錯(cuò)釘扎效應(yīng)的擴(kuò)展磁荷模型，研究了多種管道異常狀況引起的弱磁檢測(cè)信號(hào)變化規(guī)律，同時(shí)利用工程檢測(cè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(yīng)力信號(hào)理論模型，通過(guò)自主研制的非接觸掃描磁力計(jì)識(shí)別出磁異常管段。

我們來(lái)看看磁懸浮的應(yīng)用： 強(qiáng)大且方向可控的磁場(chǎng)對(duì)于磁懸浮系統(tǒng)很重要。海爾貝克陣列可以產(chǎn)生足夠強(qiáng)的磁場(chǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)物體的穩(wěn)定懸浮。比如，在一些小型磁懸浮實(shí)驗(yàn)裝置或者高精度的磁懸浮運(yùn)輸系統(tǒng)的研究中，海爾貝克陣列可以作為產(chǎn)生懸浮力的磁場(chǎng)源，提高磁懸浮的效率和穩(wěn)定性。

當(dāng)然，人們不能忽視磁致伸縮力的這一重要組成部分。圖 8： 磁致伸縮不連續(xù)力密度 – （a） 2D 圖，（b） 3D 圖進(jìn)一步的振動(dòng)和噪聲分析最后，設(shè)計(jì)人員對(duì)由此產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲感興趣。這需要節(jié)點(diǎn)磁致伸縮力作為結(jié)構(gòu)分析軟件中的載荷。節(jié)點(diǎn)磁致伸縮力是內(nèi)力和界面上的力之和。

當(dāng)導(dǎo)體材料附近存在時(shí)變磁場(chǎng)時(shí)，會(huì)發(fā)生電動(dòng)磁懸浮現(xiàn)象。本文我們將通過(guò)兩個(gè)示例來(lái)演示如何模擬這一現(xiàn)象。這兩個(gè)示例分別為電動(dòng)磁懸浮裝置的 TEAM 標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題和電動(dòng)懸浮輪。什么是電動(dòng)磁懸浮？ 永磁體或載流線圈在旋轉(zhuǎn)和/或移動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生時(shí)變磁場(chǎng)，此時(shí)附近的導(dǎo)體便會(huì)發(fā)生電動(dòng)磁懸浮現(xiàn)象。這是因?yàn)闀r(shí)變磁場(chǎng)會(huì)在導(dǎo)體中引起渦流，并使其產(chǎn)生相反的磁場(chǎng)，進(jìn)而導(dǎo)致導(dǎo)體材料和磁源之間產(chǎn)生排斥力。

本案例模擬了一軟質(zhì)錐形腔體結(jié)構(gòu)，在受到設(shè)計(jì)的磁場(chǎng)力的作用下發(fā)生收縮變形的過(guò)程，模擬結(jié)果如圖所示： 感興趣的朋友，歡迎合作交流！

仿真教學(xué)

另外學(xué)生們發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)應(yīng)用控制器達(dá)到所需的效果，為此他們也使用了比例積分微分（PID）控制器，幫助控制阻尼力和路面力之間的誤差，并在半主動(dòng)系統(tǒng)中使用了磁流變阻尼器來(lái)降低振動(dòng)。Adams及其全面的部件、關(guān)節(jié)和力庫(kù)意味著學(xué)生能夠以圖形方式建立機(jī)械系統(tǒng)模型，而不需要學(xué)生為機(jī)械設(shè)計(jì)編寫(xiě)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)方程。

仿真教學(xué)

通過(guò)仿真結(jié)果表明，檢測(cè)元件的提離值變大，降低干擾的同時(shí)也保證了漏磁信號(hào)檢測(cè)分辨率。關(guān)鍵詞：Comsol;電梯鋼絲繩;漏磁檢測(cè);聚磁裝置;電梯曳引鋼絲繩用于懸掛轎廂和對(duì)重，利用曳引輪與鋼絲繩之間的摩擦力驅(qū)動(dòng)轎廂和對(duì)重運(yùn)行。鋼絲繩通常暴露在電梯井道中，工作環(huán)境較為惡劣，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行易出現(xiàn)斷絲、磨損等情況，給電梯運(yùn)行帶來(lái)了很大的安全隱患，故鋼絲繩的定期檢測(cè)極其重要。

仿真APP賦能每一個(gè)工業(yè)品，助力企業(yè)提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。仿真APP賦能對(duì)接：www.simapps.com/v2/ad/app四、關(guān)于伏圖伏圖（Simdroid）具備固體力學(xué)、流體力學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)等通用求解器，支持多物理場(chǎng)耦合仿真。在統(tǒng)一友好的環(huán)境中為仿真工作者提供前處理、求解分析和后處理工具。

圖6 徑向磁密激振力密度空間波形 由圖6可知，對(duì)6極電機(jī)空間磁密進(jìn)行力密度計(jì)算后，激振力密度有6個(gè)峰值，即可視為有6個(gè)周期數(shù)據(jù)，其和轉(zhuǎn)子極數(shù)相對(duì)應(yīng)。

當(dāng)電磁閥通電時(shí)，磁 路中產(chǎn)生電磁力使銜鐵克 服彈簧阻力、油液壓力和 摩擦力向上移動(dòng)，閥開(kāi)啟使燃油介質(zhì)流通；當(dāng)電磁閥 斷電時(shí)，磁路中產(chǎn)生的電磁力消失，銜鐵在彈簧復(fù)位 力的作用下向下移動(dòng)至閥關(guān)閉。圖1 電磁閥結(jié)構(gòu)1.2 數(shù)學(xué)模型電磁閥是電、磁、機(jī)、液的非線性耦合體，其工作過(guò)程就是四者相互作用的過(guò)程。

( 2) 利用應(yīng)變能原理對(duì)磁致伸縮力進(jìn)行等效，并將等效磁致伸縮力引入到鐵心結(jié)構(gòu)場(chǎng)中作為輸入變量，仿真得到了磁致伸縮力作用下鐵心的振動(dòng)量。仿真結(jié)果表明，鐵心上軛及心柱上半部分的振動(dòng)速度較大，符合立式鐵心的振動(dòng)分布規(guī)律。

因此，徑向氣隙磁密所造成的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)切向氣隙磁密，切向氣隙磁密可忽略不計(jì)，定子鐵心的徑向電磁力可近似為以下解析式 Brδ和Bsδ分別表示此電機(jī)雙U型轉(zhuǎn)子永磁磁動(dòng)勢(shì)作用于電機(jī)氣隙處所產(chǎn)生的磁密、定子電樞反應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)作用于電機(jī)氣隙處產(chǎn)生的磁密，單位均為T；λδ為等效氣隙磁導(dǎo) 單位為H-1.

圖11顯示的每行數(shù)據(jù)代表氣隙徑向磁力密度諧波與氣隙徑向磁密諧波對(duì)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，B(n)代表磁密諧波，n為該磁密諧波在磁密諧波數(shù)據(jù)表格中的序號(hào)。通過(guò)如圖9、圖10和圖11所示的數(shù)據(jù)可以查找分析出電磁力波產(chǎn)生所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行工況條件，修改結(jié)構(gòu)參數(shù)，比如定子槽數(shù)、轉(zhuǎn)子槽數(shù)等，可以削弱或者消除某些電磁力波。

電機(jī)電磁噪聲是由電磁力引起，其中電磁力可以分為麥克斯韋力和磁致伸縮力，一般情況磁致伸縮力的噪聲貢獻(xiàn)較小，本文只討論麥克斯韋電磁力；按照電機(jī)的結(jié)構(gòu)，一般將電磁力分為切向力和徑向力，切向電磁力一般會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，進(jìn)一步帶來(lái)振動(dòng)噪聲，而徑向電磁力會(huì)導(dǎo)致定子振動(dòng)從而向結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)和向空氣輻射噪聲，如圖2所示。限于篇幅，徑向電磁力導(dǎo)致的永磁同步電機(jī)定子振動(dòng)噪聲是本文討論的對(duì)象。