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磁力研磨电磁感应器磁场的仿真分析及其结构优化设计１邱腾雄，阎秋生，高伟强，孟利，唐振宇，陈建平广东工业大学机电工程学院，广州（510006）E-mail：txqiu1999@摘要：针对磁力研磨加工过程建立了电磁感应器磁场的数学模型，基于电磁场计算理论利用有限元法对电磁感应器磁场进行仿真分析，并对电磁感应器特征点的磁场强度进行了实测，仿真分析结果与实际测试结果基本吻合，最大相对误差不大于7%，验证了电磁场仿真分析方法的正确性，在此基础上对电磁场进行了分析。
研究结果对磁力研磨电磁感应器的结构设计和优化提供了理论依据。
关键词：磁力研磨；电磁发生器；磁场强度；有限元仿真1 前言磁力研磨技术MAF（Magnetic Abrasive Finishing）是在磁场的作用下，用被磁化的磨料对工件表面进行精密研磨的一种工艺方法[1]。
磁性研磨加工的原理是利用磁性磨料在磁场作用下沿磁力线方向相互衔接形成“磁串”，在磁性工具基体的顶端形成“磁刷”，磁性工具基体的运动作用通过磁刷产生一个作用于工件表面的研磨压力，在磁场保持力、研磨压力和磁性工具运动切向力的共同作用下，磁性工具与工件表面的间隙中保持磁性磨料聚集形成对工件表面局部的研抛加工。
由于“磁刷”具有良好的柔性、自适应性、自锐性、可控性、温升小、无变质层、加工效率高等特点，成为表面加工技术的一个主要加工工艺。
磁力研磨技术主要涉及三个方面的研究内容：磁力研磨设备，磁性磨料制备和磁性研磨加工工艺[2]。
本研究针对模具曲面研磨抛光加工的问题，提出通过3轴数控运动控制磁性工具在模具曲面的扫描运动，曲面形状误差反馈和控制研抛工具作用力、驻留时间的形状修正研抛，实现曲面精密研抛加工达到同步提高曲面形状精度和表面精度的技术方案。
电磁感应器是磁力研磨数控机床中产生磁场并携带磁性磨料对工件进行研磨的核心部件，本文在电磁感应器设计中应用有限元分析软件对磁场的分布进行模拟计算，分析加工区域电磁场的分布及其对磁力研磨加工的影响，达到优化电磁感应器结构的目的。
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·46·2019年第17期文章编号：2095－6835（2019）17－0046－02海尔贝克永磁阵列磁场的仿真和实现杜世勤（上海电机学院，上海201306）摘要：随着工业自动化系统的快速发展，人们对电机驱动性能的要求提高了，拖动电机、信号电机和伺服电机被广泛使用。
电机设计的性能参数要求越来越精细，电机伺服服务的范围也越来越大，甚至已经用到了医用机器人上，效果较好。
对于永磁励磁的拟合正弦波磁场电机，仿真方面的论文较多，但实体实践并不多。
对海尔贝克永磁阵列磁场拟合永磁励磁的正弦波磁场使用Ansoft Maxwell软件仿真，并进行设计和加工制作，完成了理论仿真与实际产品的比对。
关键词：永磁励磁；正弦波磁场；Ansoft仿真；设计加工中图分类号：TM359文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2019.17.0191引言小时候看见年底池塘清淤时，在没有水泵的情况下，几十个人用肩膀担水桶，要花几天的时间，后来用上电动水泵抽水，可连续不断地抽水，把人从繁重的体力劳动中解放出来。
碾米厂使用电动机带动皮带轮生产大米，生产能力强。
笔者在大学学了电机电器专业，再到工厂上班，很多设备是电机驱动。
城市里高楼大厦林立，电梯不停运作，铁轨上动车飞驰，核心部件也是拖动电机。
电机在自动控制系统中还起着发送信号的作用。
旋转变压器可以提供导弹发射装置的位置信号，测速发电机用来取得物体的即时速度，在一些较为恶劣的使用环境中，信号电机的使用具有稳定性、可靠性。
电机伺服服务的范围也越来越大，甚至已经用到医用机器人上，效果较好。
达芬奇医疗机器人集成了高端运动控制技术，采用了马克森电机，采用稀土磁铁，在低速运行的情况下也不会有齿槽转矩存在。
无铁芯永磁伺服电机系统既要有良好的控制器，也要有性能良好的伺服电机。
具有永磁励磁的正弦波磁场伺服电机是自动化系统良好的运动执行元件，设计和制造出这样的电机是高新电机产业追求的目标。
电磁场仿真与分析的优化算法设计随着电子技术的快速发展，电磁场的仿真与分析在电磁学、通信、电子设备等领域中起着至关重要的作用。
传统的电磁场仿真方法往往需要大量的时间和计算资源，且存在不足之处。
因此，设计优化算法来提高电磁场仿真与分析的效率和准确性，成为了研究的重要方向之一。
本文旨在探讨电磁场仿真与分析的优化算法设计，并介绍一些常用的优化算法在电磁场仿真与分析领域的应用。
本文将分为四个部分进行论述：首先，介绍电磁场仿真与分析的基本原理和方法；其次，概述优化算法的基本概念和分类；然后，详细讨论在电磁场仿真与分析中常用的优化算法，如遗传算法、粒子群优化算法、模拟退火算法等；最后，探讨如何选择适合的优化算法，并总结本文的研究内容。
为了实现电磁场仿真与分析的优化算法设计，首先需要了解电磁场的基本原理和仿真方法。
电磁场是由电荷和电流所产生的，可以通过麦克斯韦方程组来描述。
常用的电磁场仿真方法包括有限差分法（FDM）、有限元法（FEM）、时域积分方程方法（TIE）、频域积分方程方法（FIE）等。
这些方法在不同情况下具有各自的优缺点，根据需求选择合适的方法进行仿真与分析。
优化算法是通过搜索算法来寻找最优解或接近最优解的一类算法。
根据其搜索策略和机制，优化算法可以分为全局优化算法和局部优化算法。
全局优化算法能够找到全局最优解，但计算复杂度较高。
局部优化算法针对特定问题能够较快地找到局部最优解，但可能无法得到全局最优解。
常见的优化算法包括遗传算法、粒子群优化算法、蚁群算法和模拟退火算法等。
在电磁场仿真与分析中，遗传算法是一种常用的优化算法。
遗传算法模拟了生物进化的过程，通过选择、交叉和变异等操作，产生新的解，并逐步优化解的质量。
在电磁场仿真中，遗传算法可以应用于天线设计，无线通信系统优化等问题上。
例如，在天线设计中，通过遗传算法可以优化天线的位置和形状，使得其工作频率和辐射特性满足要求。
粒子群优化算法模拟了鸟群觅食的行为，通过调整粒子的位置和速度来搜索最优解。
磁选设备磁系中钕铁硼磁极及磁场仿真研究
桂致成;徐海阳;张康;余洋洋
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2024(40)3
【摘要】为了更有效地优化磁选设备的磁系设计,提升磁场利用效率,以三极开放磁系为对象,通过逐步增加钕铁硼磁块块数,对多层钕铁硼块形成的磁系进行了仿真模拟研究,并进一步探索了在不同磁极距条件下,磁系的磁场分布特性及磁感应强度的变化规律。
通过仿真研究得出:磁感应强度与钕铁硼块数成正比,与磁材利用效率及作用深度成反比;磁极极距的增加,会减缓磁感应强度随作用深度的增加而降低的趋势,在作用深度为50 mm时,出现大磁极距磁系磁感应强度反超小磁极距磁系磁感应强度的情况。
因此,不同磁块数量与磁极距在不同作用深度上,有一个最佳的组合值,能最大限度地发挥磁材性能。
【总页数】4页(P185-188)
【作者】桂致成;徐海阳;张康;余洋洋
【作者单位】中钢天源安徽智能装备股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】G63
【相关文献】
1.高梯度强磁力永磁磁选机磁系的研究与磁场计算
2.高梯度磁选机铠装圆柱形螺线管磁系磁场分布的间接边界单元法(IBEM)研究
3.基于COMSOL Mutiphysics的
履带式磁选机平面磁系磁场仿真与参数优化4.磁选机磁系仿真及优化研究5.基于COMSOL Mutiphysics的外磁筒式磁选机磁系磁场与流场仿真研究
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超导磁体的性能优化博士生开发高磁场超导材料的加工工艺超导磁体是一种能够产生强大磁场的设备，它在现代科学研究、医学影像诊断、核磁共振等领域发挥着重要作用。
为了提高超导磁体的性能，博士生需要开发出高磁场超导材料的加工工艺。
本文将介绍超导磁体的性能优化以及博士生在开发高磁场超导材料加工工艺中的工作。
1. 超导磁体的性能优化超导磁体的性能受到多种因素的影响，包括超导材料的品质、磁场对其的作用、材料的加工工艺等。
为了提高超导磁体的性能，需要解决以下几个关键问题：1.1 超导材料的选择博士生需要根据磁体工作条件和要求，选择适合高磁场应用的超导材料。
目前常用的高磁场超导材料有Nb3Sn和Bi-2223等。
1.2 超导材料的制备制备高质量的超导材料对于磁体性能的提升至关重要。
博士生需要研究合成超导材料的方法和技术，如熔融法、化学气相沉积法等。
1.3 磁场对超导材料的影响高磁场对超导材料的性能有着重要影响。
博士生需要研究磁场对超导材料的影响机制，并通过改进材料的结构和性能来提高磁体的性能。
2. 高磁场超导材料的加工工艺开发在选择合适的超导材料后，博士生需要开发高磁场超导材料的加工工艺，以便将其应用于实际磁体的制造中。
以下是几个常见的加工工艺：2.1 粉末冶金法粉末冶金法是一种常用的超导材料加工方法。
博士生可以通过粉末冶金法制备超导线材，例如采用热等静压法将超导材料粉末压制成预定形状，再进行热处理和加工。
2.2 热处理工艺热处理对超导材料的性能有着重要的影响。
博士生需要研究合适的热处理工艺，如退火、热压等，以提高超导材料的临界电流密度和临界磁场强度。
2.3 磁场加工磁场加工是一种可以极大改善超导材料性能的方法。
博士生可以研究磁场加工对超导材料晶格结构和演变过程的影响，以提高其性能。
2.4 多层结构设计为了进一步提高超导磁体的性能，博士生可以设计多层结构。
通过在超导材料中引入多层结构，可以减小材料中的缺陷和界面电阻，提高超导材料的性能。
铁磁制冷材料的开发与性能优化研究铁磁制冷材料是一种有望取代传统制冷剂的新型材料，它能够在低温下通过磁场改变材料的温度，从而实现制冷效果。
在过去的几十年中，铁磁制冷材料的开发和性能优化一直是研究者关注的焦点。
本文将介绍铁磁制冷材料的原理、开发进展以及性能优化的方法。
铁磁制冷材料利用磁场来改变材料的热力学性质，从而实现制冷效果。
当该材料置于磁场中时，材料中的磁矩会与磁场相互作用，导致材料温度发生变化。
这种磁矩与磁场之间的相互作用是通过磁热效应实现的。
在外部磁场的作用下，材料发生磁热效应，吸热或放热，从而实现温度的改变。
铁磁制冷材料的开发已经取得了一些重要进展。
研究者们已经成功合成了多种铁磁制冷材料，并测试了它们的性能。
其中一种常见的材料是基于铁磁体的制冷系统，这种材料能够在常温下实现制冷效果。
此外，还有一些通过调节铁磁材料的成分和结构来实现性能优化的研究。
在铁磁制冷材料的开发中，性能优化是一个关键的研究方向。
为了提高材料的制冷效果，研究者们采取了多种方法。
首先，他们通过优化材料的成分和结构来改变材料的磁热性能。
例如，研究者们可以通过调整磁矩的大小和方向来改变材料的磁热特性，从而提高制冷效果。
其次，研究者们还通过改变材料的微观结构来改善其磁热性能。
例如，他们可以通过控制晶粒的大小和分布来调节材料的磁热特性。
此外，还有研究者通过引入微观缺陷或界面来增强材料的磁热效应。
所有这些方法都旨在提高材料的制冷效果，使其更加适用于实际应用。
除了改变材料的成分和结构外，优化外部磁场也是提高铁磁制冷材料性能的重要方法。
研究者们通过优化磁场的强度和方向来改变材料的磁热特性。
例如，他们可以调节磁场的强度，使得材料在不同温度下具有最佳的制冷效果。
此外，还可以通过改变磁场的方向来优化材料的磁热性能。
这些方法不仅可以提高材料的制冷效果，还可以减少能源消耗，实现绿色低碳制冷。
总结起来，铁磁制冷材料的开发与性能优化是一个具有挑战性的研究领域。
基于MATLAB与COMSOL联合仿真的永磁同步发电机优化设计金亮;汪冬梅【期刊名称】《中国科技论文》【年(卷),期】2017(012)017【摘要】电机优化设计的传统方法通常采用场路数值分析和有限元方法,设计周期长、效率低、运算量大.为解决这一问题,提出将遗传智能算法同有限元法相结合,能够有效缩短设计周期,显著提高优化效率;并首次提出将MATLAB与COMSOL联合仿真进行永磁同步发电机的优化.首先分析永磁同步发电机的结构和电磁特性,建立电机数学模型,然后研究遗传算法的原理和实现步骤,最后实现MATLAB与COMSOL联合仿真,实现两者之间数据的双向传递.通过在MATLAB中直接提取永磁同步发电机COMSOL计算模型结果,再传递给遗传算法寻找适应度函数最优解,最终完成电机优化.实验结果验证了MATLAB与COMSOL联合仿真优化电机的可行性,为电机优化设计提供了1种新的设计思路.【总页数】6页(P2012-2017)【作者】金亮;汪冬梅【作者单位】天津工业大学天津电工电能新技术重点实验室 ,天津300387;天津工业大学天津电工电能新技术重点实验室 ,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TM313【相关文献】1.基于MATLAB GUI的永磁同步发电机仿真平台 [J], 孙建忠;尚亚男2.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的永磁同步发电机优化设计 [J], 金亮;汪冬梅;3.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的电磁优化设计 [J], 冯忠奎;许莹;李献;昌锟;胡格丽;戴银明;王秋良;;;;;;;4.基于MATLAB直驱式永磁同步风力发电机组建模与仿真的研究 [J], 赵敏5.基于MATLAB与COMSOL联合仿真的梯形迷宫滴头流道优化 [J], 胡宇祥;彭军志;殷飞;刘喜峰;李娜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
超导磁体的电磁热行为模拟与优化方法探索超导磁体是一种特殊的电磁装置，具有强大的磁场产生能力和低能耗的特点。
它在科学研究、医学影像、能源开发等领域发挥着重要作用。
然而，由于超导磁体在工作过程中会产生大量的热量，导致超导材料失去超导特性，因此研究超导磁体的电磁热行为模拟与优化方法对于提高其性能至关重要。
一、超导磁体的电磁热行为模拟方法超导磁体的电磁热行为模拟是通过数值计算方法对其进行仿真和分析，以预测超导磁体在工作状态下的温度分布、热流分布等参数。
常用的电磁热行为模拟方法包括有限元方法、有限差分方法、边界元方法等。
有限元方法是一种常用的数值计算方法，它将超导磁体划分为许多小的单元，通过对每个单元的电磁场和热场进行离散计算，最终得到整个超导磁体的电磁热行为。
有限元方法具有较高的计算精度和灵活性，能够考虑到超导磁体的复杂几何结构和材料特性。
有限差分方法是另一种常用的数值计算方法，它将超导磁体划分为网格，通过对每个网格点的电磁场和热场进行离散计算，最终得到整个超导磁体的电磁热行为。
有限差分方法计算简单，适用于处理规则几何结构的超导磁体。
边界元方法是一种基于边界积分方程的数值计算方法，它将超导磁体的边界划分为许多小的边界单元，通过对每个边界单元的电磁场和热场进行离散计算，最终得到整个超导磁体的电磁热行为。
边界元方法具有高效的计算速度和较好的计算精度，适用于处理复杂几何结构的超导磁体。
二、超导磁体的电磁热行为优化方法超导磁体的电磁热行为优化是通过改变超导磁体的结构和材料参数，以提高其性能和稳定性。
常用的电磁热行为优化方法包括结构优化、材料优化和制冷优化等。
结构优化是通过改变超导磁体的几何结构参数，以提高其热传导性能和热稳定性。
例如，可以通过改变超导磁体的导体截面形状、绕组结构、冷却通道布置等方式来优化超导磁体的电磁热行为。
材料优化是通过改变超导磁体的材料参数，以提高其热传导性能和热稳定性。
例如，可以通过改变超导材料的导热性能、热膨胀系数、热导率等方式来优化超导磁体的电磁热行为。
磁体的设计与优化磁体是一种能够产生磁场的装置，广泛应用于各个领域。
无论是医学影像、计算机存储还是电动汽车，磁体都扮演着重要的角色。
磁体的设计与优化是一项复杂而关键的工作，其目的在于提高磁体的性能和效率。
磁体的设计首先要考虑的是磁场的强度和均匀度。
对于医学影像领域来说，强且均匀的磁场对于确保图像的质量至关重要。
因此，在设计磁体时需要考虑磁铁的形状、尺寸和磁性材料的选择。
一种常用的方法是使用有限元分析（FEA）来模拟和优化磁体的设计。
FEA可以帮助工程师预测磁场的分布，并根据需要进行调整。
通过反复迭代和优化，磁体的设计可以不断改进，以满足特定应用的需求。
此外，磁体的设计还需要考虑散热问题。
由于磁体在工作过程中会产生大量热量，如果不能有效地散热，就会导致磁体温度过高，甚至使其损坏。
因此，在设计磁体时，需要合理布置通风孔和冷却系统，以提高磁体的散热效果。
同时，磁体的材料选择也非常重要，一些高导磁率和低电阻的材料可以帮助提高磁体的散热性能。
除了磁场强度、均匀度和散热问题，磁体的设计还要考虑安全性和可靠性。
磁体在工作过程中会产生强大的磁场，如果没有适当的措施，可能对周围的设备和人员造成危险。
因此，磁体的设计必须符合相应的安全标准，并采取措施来减少磁场的辐射和泄漏。
此外，磁体的可靠性也是一个重要的考虑因素。
磁体通常需要长时间工作，在此期间，其性能和效率应保持稳定。
因此，设计过程中需要对磁体进行各种测试和验证，以确保其在预期寿命内正常运行。
磁体的优化是一个迭代的过程。
在设计和制造完成后，还需要进行一系列测试和调整，以进一步提高磁体的性能和效率。
通过不断优化磁体的设计和制造工艺，可以使磁体达到更高的磁场强度和均匀度，提高散热效果，并增加安全性和可靠性。
总之，磁体的设计与优化是一项综合性的工作，涉及到材料科学、机械设计、电磁学等多个领域的知识。
通过合理的设计和优化，可以使磁体在各个领域充分发挥其作用，推动科技的进步和应用的发展。
永磁魔环磁感应强度的仿真模拟
刘洪晔;黄耀东;王慧
【期刊名称】《物理与工程》
【年(卷),期】2013(023)003
【摘要】本文通过对永磁魔环结构的磁感应强度的模拟,得到了特殊磁化方向下环形空腔内外磁感线的分布规律,得出在该条件下磁环腔内部场强大于外部场强且具有较好的方向性的结论,进一步对永磁魔环磁感应强度进行仿真模拟,为阿尔法磁谱仪研究提供了一定的参考.
【总页数】3页(P13-15)
【作者】刘洪晔;黄耀东;王慧
【作者单位】电子科技大学计算机科学与工程学院,四川成都 610000;电子科技大学计算机科学与工程学院,四川成都 610000;电子科技大学物理电子学院,四川成都610000
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种强磁场永磁魔环机构的设计 [J], 白保东;汪利生;谢德馨;郭志楠
2.永磁轨道磁感应强度计算方法 [J], 李海涛;葛玉梅;孙睿雪;邓自刚
3.静磁边值问题和魔球魔环式永磁体 [J], 俎栋林;张必达;包尚联;马学坤
4.永磁魔环的磁网络模型 [J], 张一鸣;夏平畴
5.磁化强度的磁感应强度依赖函数在Halbach型永磁体阵列研究中的应用 [J], 徐小农;卢定伟;王智河;陈年林;王坤明
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