本文關(guān)鍵詞：大噸位永磁起重設(shè)備磁場(chǎng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：稀土永磁材料的迅速發(fā)展，使得制作小體積、大噸位的永磁起重設(shè)備成為一種可能。以永磁體為磁源的永磁起重設(shè)備的開(kāi)發(fā)成為了永磁材料應(yīng)用的新領(lǐng)域，也是起重技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)具有廣闊前景的新方向。本文在某公司永磁起重設(shè)備的現(xiàn)有模型的基礎(chǔ)上，首先通過(guò)理論分析得到吸力達(dá)100噸的永磁體起重設(shè)備的磁路尺寸，然后結(jié)合有限元分析軟件Maxwell對(duì)整個(gè)磁路進(jìn)行有限元分析，最后針對(duì)永磁起重設(shè)備的殘余磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 本文首先研究了永磁起重設(shè)備的工作原理及磁路設(shè)計(jì)原理，選擇最合適的磁性材料，并根據(jù)永磁起重設(shè)備設(shè)計(jì)的具體要求，對(duì)磁路結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)并初步確定了磁路尺寸�；谟来牌鹬卦O(shè)備的磁路尺寸，采用等效磁路網(wǎng)絡(luò)法求解其等效磁路，并計(jì)算出了磁極面處的吸力大小。應(yīng)用有限元分析軟件Maxwell研究了在吸物狀態(tài)時(shí)磁極面處的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布以及鋼板所受的吸力的大小，在卸物狀態(tài)時(shí)磁極面處的殘余磁場(chǎng)強(qiáng)度分布及殘余磁力的值，仿真結(jié)果與解析計(jì)算得出的結(jié)果一致，驗(yàn)證了磁路尺寸計(jì)算的正確性。但是，仿真結(jié)果也表明剩磁較大，需要做進(jìn)一步的優(yōu)化。 采用永磁體尺寸的優(yōu)化分析方法，應(yīng)用Maxwell軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊中的參數(shù)掃描分析（Parametric）分別對(duì)永磁體B、C、E、F的磁化長(zhǎng)度和寬度對(duì)磁路的影響進(jìn)行分析，確定了優(yōu)化方案。通過(guò)后處理得出仿真數(shù)據(jù)，比較了永磁起重設(shè)備的殘余磁場(chǎng)強(qiáng)度、吸重比（吸重/永磁體重量）以及磁路結(jié)構(gòu)的吸重成本比（永磁體成本/吸重），得到了最佳設(shè)計(jì)方案。通過(guò)仿真分析對(duì)比優(yōu)化前后的指標(biāo)，證明了優(yōu)化后的磁路結(jié)構(gòu)大大優(yōu)于優(yōu)化前的磁路結(jié)構(gòu)。
【關(guān)鍵詞】：永磁起重設(shè)備 磁吸力 Maxwell軟件 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TH21
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 引言10
• 1.2 永磁起重設(shè)備的發(fā)展及現(xiàn)狀10-13
• 1.3 永磁體磁場(chǎng)計(jì)算的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國(guó)外發(fā)展概況14
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況14-15
• 1.4 本課題研究的目的和意義15
• 1.5 本課題的研究?jī)?nèi)容及主要工作15-18
• 第2章 永磁起重設(shè)備的工作原理及磁路的設(shè)計(jì)原理18-34
• 2.1 永磁起重設(shè)備組成及其工作原理18-20
• 2.1.1 永磁起重設(shè)備概述18
• 2.1.2 永磁起重設(shè)備的磁路結(jié)構(gòu)及其工作原理18-19
• 2.1.3 永磁起重設(shè)備磁路開(kāi)關(guān)原理19-20
• 2.2 磁性材料的技術(shù)基礎(chǔ)20-23
• 2.2.1 永磁材料的發(fā)展概況20-21
• 2.2.2 磁性材料的分類(lèi)及磁化曲線(xiàn)21-22
• 2.2.3 磁性材料的選擇原則及常用的磁性材料性能分析22-23
• 2.3 靜態(tài)磁路法23-28
• 2.3.1 靜態(tài)磁路中工作點(diǎn)的選擇23-26
• 2.3.2 靜態(tài)磁路中漏磁系數(shù)的確定26-28
• 2.4 動(dòng)態(tài)磁路法28-32
• 2.4.1 動(dòng)態(tài)磁路的最佳起始工作點(diǎn)的選擇28-31
• 2.4.2 永磁起重設(shè)備的機(jī)械功與有用回復(fù)能的關(guān)系31-32
• 2.5 永磁體吸力公式的推導(dǎo)32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-34
• 第3章 大噸位永磁起重設(shè)備磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)34-44
• 3.1 大噸位永磁起重設(shè)備的選材34-35
• 3.1.1 永磁材料的選擇34
• 3.1.2 磁軛材料的選擇34-35
• 3.2 大噸位永磁起重設(shè)備磁路尺寸的計(jì)算分析35-38
• 3.3 基于等效磁路網(wǎng)絡(luò)法對(duì)永磁起重設(shè)備磁路的計(jì)算38-41
• 3.3.1 等效磁路網(wǎng)絡(luò)法的簡(jiǎn)介38
• 3.3.2 等效磁路模型的建立38-39
• 3.3.3 等效磁路網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)求解39-41
• 3.4 大噸位永磁起重設(shè)備的吸重的計(jì)算分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 大噸位永磁起重設(shè)備的有限元分析44-62
• 4.1 有限元方法44-46
• 4.1.1 有限元方法的概論44
• 4.1.2 有限元方法的基本思想44-45
• 4.1.3 有限元分析（FEA）的求解步驟45-46
• 4.2 電磁場(chǎng)有限元分析概要46-50
• 4.2.1 電磁場(chǎng)基本理論46-48
• 4.2.2 電磁場(chǎng)中的邊界條件48-49
• 4.2.3 Ansoft 分析對(duì)象和求解器49-50
• 4.3 吸物狀態(tài)時(shí)永磁起重設(shè)備的二維有限元分析50-55
• 4.3.1 永磁起重設(shè)備的有限元建模50
• 4.3.2 有限元中材料的定義及分配50-52
• 4.3.3 邊界條件和運(yùn)動(dòng)選項(xiàng)設(shè)置52-53
• 4.3.4 求解選項(xiàng)參數(shù)設(shè)定53-54
• 4.3.5 求解及后處理54-55
• 4.4 卸物狀態(tài)時(shí)永磁起重設(shè)備的二維有限元分析55-57
• 4.5 磁路開(kāi)關(guān)原理的驗(yàn)證57-60
• 4.6 本章小結(jié)60-62
• 第5章 磁場(chǎng)設(shè)計(jì)結(jié)果分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)62-82
• 5.1 引言62
• 5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)磁路的影響62-69
• 5.2.1 參數(shù)掃描分析62-63
• 5.2.2 永磁體 B、C 的磁化長(zhǎng)度對(duì)磁路的影響63-64
• 5.2.3 永磁體 B、C 的寬度對(duì)磁路的影響64-65
• 5.2.4 永磁體 E、F 的磁化長(zhǎng)度對(duì)磁路的影響65-67
• 5.2.5 永磁體 E、F 的寬度對(duì)磁路的影響67-68
• 5.2.6 永磁體 E、F 的材料對(duì)磁路的影響68-69
• 5.3 優(yōu)化方案的確定69-70
• 5.4 優(yōu)化分析70-80
• 5.4.1 永磁體 B、C 的尺寸優(yōu)化70-72
• 5.4.2 永磁體 E、F 的尺寸優(yōu)化72-74
• 5.4.3 永磁體 B、E 的磁化長(zhǎng)度優(yōu)化74-77
• 5.4.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)最佳方案77-79
• 5.4.5 優(yōu)化結(jié)果的分析及對(duì)比79-80
• 5.5 本章小結(jié)80-82
• 結(jié)論82-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄88-90
• 致謝90-91
• 詳細(xì)摘要91-95

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：大噸位永磁起重設(shè)備磁場(chǎng)設(shè)計(jì)及優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：292750